JP2008218639A - Insulation film - Google Patents

Insulation film Download PDF

Info

Publication number
JP2008218639A
JP2008218639A JP2007052759A JP2007052759A JP2008218639A JP 2008218639 A JP2008218639 A JP 2008218639A JP 2007052759 A JP2007052759 A JP 2007052759A JP 2007052759 A JP2007052759 A JP 2007052759A JP 2008218639 A JP2008218639 A JP 2008218639A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
composition
compound
present
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2007052759A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kensuke Morita
健介 森田
Akira Asano
明 浅野
Makoto Muramatsu
誠 村松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2007052759A priority Critical patent/JP2008218639A/en
Publication of JP2008218639A publication Critical patent/JP2008218639A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulation film of a semiconductor device that has a uniform film thickness from the center to the outermost periphery section, has low density, and has improved film characteristics of permittivity, Young's modulus, and the like. <P>SOLUTION: The insulation film of a semiconductor device is formed on a substrate by coating and drying a composition, where a polymer compound in which a silsesquioxane cage compound having not less than two unsaturated groups as substituent is polymerized is dissolved in an organic solvent, by a spin-coater to form a film structure and by removing the outer-periphery section of the film structure using a cleaning liquid. In the insulation film of a semiconductor device, the surface tension of the organic solvent is not more than that of the cleaning liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、絶縁膜に関し、さらに詳しくは、半導体素子などにおける絶縁膜で、塗布面の中心部から最外周部に至るまで適当かつ均一な厚さを有し、しかも、誘電率特性などに優れた、半導体デバイスの絶縁膜に関する。   The present invention relates to an insulating film, and more specifically, an insulating film in a semiconductor element or the like, having an appropriate and uniform thickness from the center to the outermost periphery of the coated surface, and having excellent dielectric constant characteristics, etc. The present invention also relates to an insulating film of a semiconductor device.

従来、半導体素子などにおける層間絶縁膜として、気相成長(CVD)法などの真空プロセスで形成されたシリカ(SiO2)膜が多用されている。そして、近年、より均一な層間絶縁膜を形成することを目的として、SOG(Spin on Glass)膜と呼ばれるテトラアルコキシランの加水分解生成物を主成分とする塗布型の絶縁膜も使用されるようになっている。また、有機Spin on Dielectrics(SOD)と呼ばれる有機成分を主成分とする低誘電率の層間絶縁膜が開発されている。 Conventionally, a silica (SiO 2 ) film formed by a vacuum process such as a vapor deposition (CVD) method is frequently used as an interlayer insulating film in a semiconductor element or the like. In recent years, for the purpose of forming a more uniform interlayer insulating film, a coating type insulating film called a SOG (Spin on Glass) film containing a hydrolysis product of tetraalkoxylane as a main component has been used. It has become. In addition, an interlayer insulating film having a low dielectric constant mainly composed of an organic component called organic spin-on-dielectrics (SOD) has been developed.

塗布型絶縁膜形成プロセスでは、塗布直後にウェハー外周部の絶縁膜を有機溶媒により除去している。これは塗布後のプロセスにおいて、ウェハー最外周部の膜が剥離し、異物発生の原因となるからである。   In the coating type insulating film forming process, the insulating film on the outer periphery of the wafer is removed with an organic solvent immediately after coating. This is because in the process after coating, the film on the outermost peripheral portion of the wafer is peeled off, and foreign matter is generated.

外周部(エッジ)の除去プロセスにおいては、エッジ洗浄後にエッジに生じる盛り上がりが配線工程における化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing: CMP)における膜剥がれの原因になる。このため、半導体素子作製プロセスにおいては中心から最外周部まで均一な膜厚の絶縁膜が要求されている。   In the process of removing the outer peripheral portion (edge), the bulge generated at the edge after the edge cleaning causes film peeling in chemical mechanical polishing (CMP) in the wiring process. For this reason, in the semiconductor element manufacturing process, an insulating film having a uniform film thickness is required from the center to the outermost periphery.

従って本発明は、上記問題点を解決するための、中心から最外周部まで均一な膜厚の、しかも低密度で誘電率、ヤング率等の膜特性に優れた半導体デバイスの絶縁膜を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides an insulating film for a semiconductor device having a uniform film thickness from the center to the outermost periphery, and having a low density and excellent film properties such as dielectric constant and Young's modulus, in order to solve the above-mentioned problems. For the purpose.

本発明は、膜形成用組成物に使用される有機溶媒として使用される有機溶媒のうち少なくとも1つの有機溶媒の表面張力が、洗浄液の表面張力以下とすることにより中心から最外周部まで均一な膜厚の絶縁膜を形成することにより上記課題を解決する。
即ち、本発明は以下の通りである。
(1)基板上に、2つ以上の不飽和基を置換基として有するカゴ型シルセスキオキサン化合物を重合させた高分子化合物を有機溶媒に溶解した組成物をスピンコータを用いて塗布し乾燥することによって膜構造を形成し、前記膜構造の外周部を洗浄液により除去することによって形成された半導体デバイスの絶縁膜であって、前記有機溶媒の表面張力が前記洗浄液の表面張力以下であることを特徴とする半導体デバイスの絶縁膜。
(2)前記洗浄液がケトン系もしくはエステル系溶剤であることを特徴とする前記(1)の半導体デバイスの絶縁膜。
The present invention is uniform from the center to the outermost periphery by setting the surface tension of at least one of the organic solvents used as the organic solvent used in the film-forming composition to be equal to or less than the surface tension of the cleaning liquid. The above problem is solved by forming an insulating film having a thickness.
That is, the present invention is as follows.
(1) A composition in which a polymer compound obtained by polymerizing a cage silsesquioxane compound having two or more unsaturated groups as a substituent is dissolved in an organic solvent is applied on a substrate using a spin coater and dried. Forming a film structure and removing an outer peripheral portion of the film structure with a cleaning liquid, wherein the surface tension of the organic solvent is equal to or lower than the surface tension of the cleaning liquid. An insulating film for a semiconductor device.
(2) The insulating film for a semiconductor device according to (1), wherein the cleaning liquid is a ketone-based or ester-based solvent.

本発明によれば、膜質の均一性に優れ、低密度で誘電率、ヤング率等の膜特性に優れ、中心から最外周部まで均一な膜厚のものとすることができる。   According to the present invention, the film quality is excellent, the film density is low, the film characteristics such as dielectric constant and Young's modulus are excellent, and the film thickness is uniform from the center to the outermost periphery.

本発明にて使用される洗浄液としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、メチルベンゾエート等のエステル系溶剤、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤などが利用できる。これらの中でより好ましい溶剤はエステル系溶剤であり、中でも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、メチルベンゾエート、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)はであり、特に好ましくは、酢酸エチル、酢酸ブチルである。これらは単独でも2種以上を混合しても用いることができる。   Examples of the cleaning liquid used in the present invention include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, acetophenone, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, pentyl acetate, hexyl acetate. In addition, ester solvents such as methyl propionate, ethyl propionate, propylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone, and methyl benzoate, and aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, octane, and cyclohexane can be used. Among these solvents, more preferred are ester solvents, among which methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, pentyl acetate, hexyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propylene glycol monomethyl ether acetate , Γ-butyrolactone, methyl benzoate, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), particularly preferably ethyl acetate and butyl acetate. These can be used alone or in combination of two or more.

本発明の絶縁膜の製造には、市販のエッジ部除去機構を具備したスピンコーターを使用することができる。たとえば東京エレクトロン製クリーントラックACTシリーズを使用することができる。   For the production of the insulating film of the present invention, a commercially available spin coater equipped with an edge portion removing mechanism can be used. For example, the Tokyo Electron clean truck ACT series can be used.

本発明の絶縁膜には、2つ以上の不飽和基を置換基として有するカゴ型シルセスキオキサン化合物を重合させた高分子化合物を使用する。
2つ以上の不飽和基を置換基として有するカゴ型シルセスキオキサン化合物(以下、化合物(I)とも称する)とは、例えば、m個のRSi(O0.5)3ユニット(mは8〜16の整数を表し、Rはそれぞれ独立して非加水分解性基を表し、Rのうち、少なくとも2つはビニル基またはエチニル基を含む基である)を有し、各ユニットが、各ユニットにおける酸素原子を共有して他のユニットに連結しカゴ構造を形成している化合物(以下、化合物(I‘)とも称する)等が挙げられる。
誘電率低下効果の点から、例えば化合物(I‘)におけるmは8、10、12、14、16が好ましく、入手性の観点から、8、10、12が、より好ましい。
The insulating film of the present invention uses a polymer compound obtained by polymerizing a cage silsesquioxane compound having two or more unsaturated groups as substituents.
The cage-type silsesquioxane compound having two or more unsaturated groups as a substituent (hereinafter also referred to as compound (I)) is, for example, m RSi (O 0.5 ) 3 units (m is 8 to 16). Each of R is independently a non-hydrolyzable group, and at least two of R are groups containing a vinyl group or an ethynyl group), and each unit is an oxygen atom in each unit. Examples thereof include compounds that share atoms and are linked to other units to form a cage structure (hereinafter also referred to as compound (I ′)).
For example, m in the compound (I ′) is preferably 8, 10, 12, 14, or 16 from the viewpoint of the effect of decreasing the dielectric constant, and 8, 10, or 12 is more preferable from the viewpoint of availability.

ここでカゴ構造とは、共有結合した原子で形成された複数の環によって容積が定まり、容積内に位置する点は環を通過せずには容積から離れることができないような分子を指す。   Here, the cage structure refers to a molecule whose volume is determined by a plurality of rings formed of covalently bonded atoms, and a point located within the volume cannot leave the volume without passing through the ring.

化合物(I)におけるカゴ構造の例としては、下記のものが挙げられる。下記における自由結合手はRが結合する位置を表す。   Examples of the cage structure in compound (I) include the following. The free bond in the following represents the position where R is bonded.

Figure 2008218639
Figure 2008218639

Figure 2008218639
Figure 2008218639

Figure 2008218639
Figure 2008218639

Rはそれぞれ独立して非加水分解性基を表す。
ここで、非加水分解性基とは、室温で、1当量の中性水と1時間接触させた場合に、95%以上残存する基であるが、この条件で99%以上残存していることが好ましい。
Rのうち、少なくとも2つはビニル基またはエチニル基を含む基である。Rの非加水分解性基の例としては、アルキル基(メチル、t−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等)、アリール基(フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル等)、ビニル基、エチニル基、アリル基、シリルオキシ基(トリメチルシリルオキシ、トリエチルシリルオキシ、t−ブチルジメチルシリルオキシ)等があげられる。
Each R independently represents a non-hydrolyzable group.
Here, the non-hydrolyzable group is a group that remains at 95% or more when contacted with 1 equivalent of neutral water at room temperature for 1 hour, but remains at 99% or more under these conditions. Is preferred.
At least two of R are groups containing a vinyl group or an ethynyl group. Examples of non-hydrolyzable groups for R include alkyl groups (methyl, t-butyl, cyclopentyl, cyclohexyl, etc.), aryl groups (phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, etc.), vinyl groups, ethynyl groups, allyl groups. And silyloxy groups (trimethylsilyloxy, triethylsilyloxy, t-butyldimethylsilyloxy) and the like.

Rで表される基のうち、少なくとも2つが、ビニル基またはエチニル基を含む基であるが、少なくとも2つがビニル基であることが好ましい。Rで表される基がビニル基またはエチニル基を含む場合には、ビニル基またはエチニル基は、直接もしくは2価の連結基を介して、Rが結合するケイ素原子に結合することが好ましい。2価の連結基としては、−[C(R11)(R12)]−、−CO−、−O−、−N(R13)−、−S−、−O−Si(R14)(R15)−、およびこれらを任意に組み合わせてできる2価の連結基が挙げられる。(R11〜R15はそれぞれ独立して水素原子、メチル基、エチル基、またはフェニル基を表し、kは1〜6の整数を表す。)、なかでも、−[C(R11)(R12)]−、−O−、−O−Si(R14)(R15)−またはこれらを任意に組み合わせてできる2価の連結基が好ましい。
化合物(I)において、ビニル基またはエチニル基はRが結合するケイ素原子に直接結合することが好ましい。
化合物(I)におけるRのうち、少なくとも2つのビニル基が、Rが結合するケイ素原子に直接結合することがさらに好ましく、化合物(I)におけるRの少なくとも半数がビニル基であることが、より好ましく、Rが全てビニル基であることが特に好ましい。
Of the groups represented by R, at least two are groups containing a vinyl group or an ethynyl group, but at least two are preferably vinyl groups. When the group represented by R includes a vinyl group or an ethynyl group, the vinyl group or ethynyl group is preferably bonded to the silicon atom to which R is bonded, directly or through a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include-[C (R 11 ) (R 12 )] k- , -CO-, -O-, -N (R 13 )-, -S-, -O-Si (R 14 ) (R 15 ) —, and divalent linking groups formed by arbitrarily combining these. (R 11 to R 15 each independently represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group, and k represents an integer of 1 to 6), among them — [C (R 11 ) (R 12 )] k- , -O-, -O-Si (R 14 ) (R 15 )-or a divalent linking group formed by arbitrarily combining these is preferable.
In compound (I), the vinyl group or ethynyl group is preferably directly bonded to the silicon atom to which R is bonded.
More preferably, at least two vinyl groups out of R in compound (I) are directly bonded to the silicon atom to which R is bonded, and more preferably at least half of R in compound (I) is a vinyl group. , R are all preferably vinyl groups.

化合物(I)の具体例としては、例えば、下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of compound (I) include, but are not limited to, the following.

Figure 2008218639
Figure 2008218639

Figure 2008218639
Figure 2008218639

Figure 2008218639
Figure 2008218639

Figure 2008218639
Figure 2008218639

化合物(I)は、市販のものを使用してもよいし、公知の方法で合成してもよい。   Compound (I) may be a commercially available product or may be synthesized by a known method.

本発明の化合物(I)におけるRが下記一般式(II)で表される基である場合も好ましく、この場合、下記一般式(III)で表される化合物と下記一般式(IV)で表される化合物を反応させることで合成できる。   It is also preferable that R in the compound (I) of the present invention is a group represented by the following general formula (II). In this case, the compound represented by the following general formula (III) and the following general formula (IV) It can be synthesized by reacting the compound.

(R13−Si−O− (II)
〔MO-Si(O0.5)3m (III)
(R13−Si−Cl (IV)
(R 1 ) 3 —Si—O— (II)
[MO-Si (O 0.5 ) 3 ] m (III)
(R 1 ) 3 —Si—Cl (IV)

一般式(III)でされる化合物は、たとえば、Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1997,36, No.7, 743-745等に記載の方法に従って合成できる。
これらの式中、R1はそれぞれ独立に非加水分解性基を表すが、R1で表される非加水分解性基の具体例としては、アルキル基、アリール基、ビニル基、エチニル基等があげられる。mおよびR1は、化合物(I‘)および一般式(II)におけるものと同意である。Mは金属原子(例えばNa、K、Cu、Ni、Mn)またはオニウムカチオン(例えばテトラメチルアンモニウム)を表す。なお、Mが多価の金属原子である場合は、複数の−O−Si(O0.5)3が多価の金属原子Mに結合した形態を意味する。
The compound represented by the general formula (III) can be synthesized according to the method described in, for example, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, No. 7, 743-745.
In these formulas, each R 1 independently represents a non-hydrolyzable group. Specific examples of the non-hydrolyzable group represented by R 1 include an alkyl group, an aryl group, a vinyl group, and an ethynyl group. can give. m and R 1 are the same as in compound (I ′) and general formula (II). M represents a metal atom (for example, Na, K, Cu, Ni, Mn) or an onium cation (for example, tetramethylammonium). When M is a polyvalent metal atom, it means a form in which a plurality of —O—Si (O 0.5 ) 3 is bonded to the polyvalent metal atom M.

一般式(III)で表される化合物と、一般式(IV)で表される化合物との反応は、例えば、溶媒中に、一般式(III)で表される化合物と、一般式(III)で表される化合物中に含まれるSi−OM基数の1〜100倍モルの一般式(IV)で表される化合物を添加し、撹拌しながら、通常0〜180℃、10分〜20時間行う。
溶媒としては、トルエン、ヘキサン、テトラヒドロフラン(THF)などの有機溶剤が好ましい。
一般式(III)で表される化合物と一般式(IV)で表される化合物を反応させる際には、トリエチルアミン、ピリジン等の塩基を添加しても良い。
The reaction between the compound represented by the general formula (III) and the compound represented by the general formula (IV) is carried out, for example, in a solvent by combining the compound represented by the general formula (III) and the general formula (III) 1 to 100 times mol of the compound represented by the general formula (IV) of the number of Si-OM groups contained in the compound represented by formula (IV) is added, and the stirring is usually performed at 0 to 180 ° C. for 10 minutes to 20 hours. .
As the solvent, organic solvents such as toluene, hexane, and tetrahydrofuran (THF) are preferable.
When the compound represented by the general formula (III) and the compound represented by the general formula (IV) are reacted, a base such as triethylamine or pyridine may be added.

本発明の絶縁膜を形成するための組成物(以下単に「絶縁膜形成用組成物」または「本発明の組成物」とも称する)には、複数の異なった化合物(I)の重合物が含まれていても良い。その場合、複数の異なった化合物(I)からなる共重合体であってもよいし、ホモポリマーの混合物であってもよい。本発明の組成物が、複数の異なった化合物(I)からなる共重合体を含む場合、m=8、10、および12から選ばれる2種以上の化合物(I‘)の混合物の共重合体であることが好ましい。
本発明の組成物に含まれる化合物(I)を重合させた高分子化合物は、化合物(I)以外の化合物との共重合物であってもよい。その場合に用いられる化合物としては、重合性炭素−炭素不飽和結合またはSiH基を複数有する化合物が好ましい。好ましい化合物の例としては、ビニルシラン類、ビニルシロキサン類、フェニルアセチレン類、[(HSiO0.5]等が挙げられる。
本発明の組成物は、化合物(I)を重合させた高分子化合物が有機溶剤に溶解した溶液である。
本発明の組成物に含まれる固形分のうち、化合物(I)同士が反応した重合物の合計が70質量%以上であることが好ましいが、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることが、さらに好ましく、95質量%以上であることが最も好ましい。
固形分中のこれらの含量が大きいほど、密度、屈折率および誘電率の低い膜を形成することができる。
ここで言う固形分とは組成分に含まれる全成分から、揮発性の成分を除いた成分である。揮発性成分には、低分子量化合物に分解した後、揮発する成分も含まれる。揮発性の成分の例としては、水、有機溶剤、空孔形成用熱分解性ポリマー、熱離脱性置換基等が挙げられる。
本発明の組成物の固形分に含まれる、化合物(I)同士が反応した重合物以外の成分としては、化合物(I)、化合物(I)の反応物を含む共重合物中に含まれる化合物(I)の反応物以外の成分、不揮発性の添加物などが挙げられる。
化合物(I)については、固形分のGPCチャート、HPLCチャート、NMRスペクトル、UVスペクトル、IRスペクトル等から定量できる。共重合物中の成分については、仕込み比で判断できる場合もあるが、固形分を必要に応じて精製した後、NMRスペクトル、UVスペクトル、IRスペクトル、元素組成等の測定を行うことによっても定量できる。
不揮発性添加物については、添加した量を固形分中の存在量として用いる方法、固形物のGPCチャート、HPLCチャートから定量する方法が可能であるが、固形分を必要に応じて精製した後、NMRスペクトル、UVスペクトル、IRスペクトル、元素組成等の測定を行うことによっても定量できる。
固形分から、これらを除いたものが、化合物(I)同士が反応した重合物である。
The composition for forming the insulating film of the present invention (hereinafter also simply referred to as “insulating film forming composition” or “composition of the present invention”) includes a polymer of a plurality of different compounds (I). It may be. In that case, the copolymer which consists of several different compound (I) may be sufficient, and the mixture of a homopolymer may be sufficient. When the composition of the present invention includes a copolymer composed of a plurality of different compounds (I), a copolymer of a mixture of two or more compounds (I ′) selected from m = 8, 10, and 12 It is preferable that
The polymer compound obtained by polymerizing the compound (I) contained in the composition of the present invention may be a copolymer with a compound other than the compound (I). The compound used in that case is preferably a compound having a plurality of polymerizable carbon-carbon unsaturated bonds or SiH groups. Examples of preferred compounds include vinyl silanes, vinyl siloxanes, phenylacetylenes, [(HSiO 0.5 ) 3 ] 8 and the like.
The composition of the present invention is a solution in which a polymer compound obtained by polymerizing compound (I) is dissolved in an organic solvent.
Of the solids contained in the composition of the present invention, the total amount of the polymer obtained by reacting the compounds (I) is preferably 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and 90% by mass. More preferably, it is more preferably 95% by mass or more.
The higher these contents in the solid content, the lower the density, refractive index and dielectric constant film can be formed.
The solid content mentioned here is a component obtained by removing volatile components from all components contained in the composition. Volatile components also include components that volatilize after being decomposed into low molecular weight compounds. Examples of the volatile component include water, an organic solvent, a hole-decomposing heat-decomposable polymer, and a heat-releasing substituent.
As a component other than the polymer obtained by reacting the compounds (I) contained in the solid content of the composition of the present invention, the compound contained in the copolymer (I) and a copolymer containing the reaction product of the compound (I) Ingredients other than the reactant (I), non-volatile additives and the like can be mentioned.
Compound (I) can be quantified from a solid GPC chart, HPLC chart, NMR spectrum, UV spectrum, IR spectrum, and the like. The components in the copolymer may be determined by the charge ratio, but it can also be determined by measuring the NMR spectrum, UV spectrum, IR spectrum, elemental composition, etc. after purifying the solids as necessary. it can.
For non-volatile additives, a method of using the added amount as an abundance in the solid content, a GPC chart of the solid material, and a method of quantifying from the HPLC chart are possible, but after purifying the solid content as necessary, It can also be quantified by measuring NMR spectrum, UV spectrum, IR spectrum, elemental composition and the like.
What remove | excluding these from solid content is the polymer which compound (I) reacted.

塗布面状がよく、焼成時の膜減りが小さい膜を形成するために、本発明の組成物に含まれる固形分中の未反応の化合物(I)が少ないことが好ましい。
固形分中の化合物(I)は15質量%以下であるが、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることが、最も好ましい。
本発明の組成物に含まれる固形分のGPCチャートから化合物(I)を除いた部分の数平均分子量(Mn)は2万〜20万であることが好ましいが、2.5万〜15万であることが、より好ましく、3万〜10万であることが、最も好ましい。
数平均分子量が大きいほど、密度、屈折率および誘電率の低い膜を形成することができる。
なお、本願におけるGPCポリスチレン換算値は、Waters2695およびShodex製GPCカラムKF−805Lを使用し、カラム温度40℃で、溶出溶媒としてテトラヒドロフランを毎分1mlの流量で用い、試料濃度0.5質量%のテロラヒドロフラン溶液を50μl注入し、RI検出装置(Waters2414)の積分値を用いて単量体の検量線を作成し、固形分中の単量体を定量し、M、MおよびMZ+1は標準ポリスチレンを用いて作製した検量線を用いて計算した値である。
本発明の組成物に含まれる固形分のGPCチャートから化合物(I)単量体を除いた部分のZ+1平均分子量(MZ+1)は9万〜60万であることが好ましいが、12万〜45万が好ましく、15万〜30万であることが、最も好ましい。
Z+1平均分子量が大きいと組成物の有機溶剤に対する溶解性およびフィルターろ過性が低下し、塗布膜の面状が悪化する。
これらの平均分子量が上記の範囲であれば、塗布膜の面状がよく、低密度および低誘電率であり、有機溶剤に対する溶解性およびフィルターろ過性が良好で、面状がよく、低密度および低誘電率である塗布膜を製造することが可能な組成物が得られる。
本発明の組成物に含まれる固形分のGPCチャートから化合物(I)単量体を除いた部分のMwが3万〜21万であることが好ましいが、4万〜18万であることが、より好ましく、5万〜16万であることが最も好ましい。
有機溶剤に対する溶解性、フィルターろ過性、および塗布膜面状の観点から本発明のポリマーは分子量300万以上の成分を実質的に含まないことが好ましく、200万以上の成分を実質的に含まないことがより好ましく、100万以上の成分を含まないことが最も好ましい。
In order to form a film having a good coated surface and a small film loss during firing, it is preferable that the unreacted compound (I) in the solid content contained in the composition of the present invention is small.
The compound (I) in the solid content is 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less, and most preferably 5% by mass or less.
The number average molecular weight (Mn) of the portion excluding the compound (I) from the solid GPC chart contained in the composition of the present invention is preferably 20,000 to 200,000, but is 25,000 to 150,000. More preferably, it is more preferably 30,000 to 100,000.
As the number average molecular weight increases, a film having a lower density, refractive index, and dielectric constant can be formed.
In addition, the GPC polystyrene conversion value in this application uses Waters2695 and Shodex GPC column KF-805L, column temperature is 40 degreeC, tetrahydrofuran is used as an elution solvent at the flow volume of 1 ml / min, and sample concentration is 0.5 mass%. 50 μl of terahydrofuran solution was injected, a monomer calibration curve was prepared using the integral value of the RI detector (Waters 2414), the monomer in the solid content was quantified, M n , M w and M Z + 1 Is a value calculated using a calibration curve prepared using standard polystyrene.
The Z + 1 average molecular weight (M Z + 1 ) of the portion excluding the compound (I) monomer from the solid GPC chart contained in the composition of the present invention is preferably 90,000 to 600,000, but 120,000 to 45. 10,000 is preferred, and 150,000 to 300,000 is most preferred.
When the Z + 1 average molecular weight is large, the solubility of the composition in an organic solvent and the filter filterability are deteriorated, and the surface state of the coating film is deteriorated.
If these average molecular weights are in the above range, the coated film has good surface shape, low density and low dielectric constant, good solubility in organic solvents and filter filterability, good surface shape, low density and A composition capable of producing a coating film having a low dielectric constant is obtained.
The Mw of the portion excluding the compound (I) monomer from the solid GPC chart contained in the composition of the present invention is preferably from 30,000 to 210,000, but from 40,000 to 180,000, More preferably, it is 50,000 to 160,000.
From the viewpoints of solubility in organic solvents, filter filterability, and coating film surface conditions, the polymer of the present invention preferably contains substantially no component having a molecular weight of 3 million or more, and substantially does not contain 2 million or more components. It is more preferable that it contains no more than 1 million components.

本発明の組成物に含まれる固形分中では、化合物(I)のビニル基またはエチニル基のうち、10〜90モル%が未反応で残存していることが好ましく、20〜80モル%が未反応で残存していることが好ましく、30〜70モル%が未反応で残存していることが最も好ましい。
また、本発明の組成物中の、化合物(I)の反応物には、重合開始剤、添加剤または重合溶媒が0.1〜40質量%結合していてもよいが、0.1〜20質量%が好ましく、0.1〜10質量%が、より好ましく、0.1〜5質量%が最も好ましい。
これらについては、組成物のNMRスペクトル等から定量することができる。
In the solid content contained in the composition of the present invention, 10 to 90 mol% of the vinyl group or ethynyl group of compound (I) preferably remains unreacted, and 20 to 80 mol% is unreacted. It is preferable to remain in the reaction, and it is most preferable that 30 to 70 mol% remain unreacted.
Moreover, 0.1-40 mass% of polymerization initiators, additives or polymerization solvents may be bonded to the reaction product of the compound (I) in the composition of the present invention. % By mass is preferable, 0.1 to 10% by mass is more preferable, and 0.1 to 5% by mass is most preferable.
About these, it can quantify from the NMR spectrum etc. of a composition.

本発明の組成物を製造するための方法としては、化合物(I)の反応物は炭素−炭素不飽和結合同士の重合反応を用いて製造されることが好ましい。
特に、化合物(I)を溶媒に溶解させ、重合開始剤を添加してビニル基またはエチニル基を反応させることが特に好ましい。
重合反応としてはどのような重合反応でも良いが、例えばラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、開環重合、重縮合、重付加、付加縮合、遷移金属触媒重合等が挙げられる。
重合反応終了時に残存している化合物(I)は添加量の25%質量以下が好ましく、20%質量以下がより好ましく、15質量%以下が最も好ましい。重合時にこの条件を満たせば、塗布面状がよく、焼成時の膜減りが小さい膜形成用組成物を収率よく製造することができる。
重合反応終了時のポリマーの重量平均分子量(Mw)が3万〜16万であることがより好ましく、4万〜14万であることがさらに好ましく、5万〜12万であることが最も好ましい。
重合反応終了時のポリマーのZ+1平均分子量(MZ+1)は9万〜70万であることが好ましく、12万〜55万であることがよりいっそう好ましく、15万〜40万であることが、最も好ましい。
重合反応終了時のポリマーには、分子量300万以上の成分を実質的に含まないことが好ましく、200万以上の成分を実質的に含まないことがより好ましく、100万以上の成分を含まないことが最も好ましい。
重合時に、これらの分子量条件を満たすと、有機溶剤に可溶で、フィルターろ過性がよく、低密度、低誘電率の膜を形成できる膜形成用組成物を製造することができる。
As a method for producing the composition of the present invention, the reaction product of compound (I) is preferably produced using a polymerization reaction between carbon-carbon unsaturated bonds.
In particular, it is particularly preferred that compound (I) is dissolved in a solvent and a polymerization initiator is added to react the vinyl group or ethynyl group.
The polymerization reaction may be any polymerization reaction, and examples thereof include radical polymerization, cationic polymerization, anionic polymerization, ring-opening polymerization, polycondensation, polyaddition, addition condensation, and transition metal catalyst polymerization.
The compound (I) remaining at the end of the polymerization reaction is preferably 25% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and most preferably 15% by mass or less of the addition amount. If this condition is satisfied at the time of polymerization, a film-forming composition having a good coated surface shape and a small film loss at the time of firing can be produced with a high yield.
The weight average molecular weight (Mw) of the polymer at the end of the polymerization reaction is more preferably 30,000 to 160,000, further preferably 40,000 to 140,000, and most preferably 50,000 to 120,000.
The Z + 1 average molecular weight (M Z + 1 ) of the polymer at the end of the polymerization reaction is preferably 90,000 to 700,000, more preferably 120,000 to 550,000, and most preferably 150,000 to 400,000 preferable.
The polymer at the end of the polymerization reaction is preferably substantially free of components having a molecular weight of 3 million or more, more preferably substantially free of components of 2 million or more, and no components of 1 million or more. Is most preferred.
When these molecular weight conditions are satisfied during polymerization, a film-forming composition that is soluble in an organic solvent, has good filter filterability, and can form a low-density, low-dielectric constant film can be produced.

上記の分子量条件を満たすために、重合時の反応中の化合物(I)の濃度は12質量%以下であることが好ましい。化合物(I)の濃度は10質量%以下であることがより好ましく、さらに好ましくは8質量%以下であり、最も好ましくは6質量%以下である。
反応時の生産性の観点では、重合時の化合物(I)の濃度が高いほど有利である。その意味では、重合時の化合物(I)の濃度は0.1質量%以上であり、より好ましくは1質量%以上である。
In order to satisfy the above molecular weight condition, the concentration of the compound (I) during the polymerization reaction is preferably 12% by mass or less. The concentration of compound (I) is more preferably 10% by mass or less, further preferably 8% by mass or less, and most preferably 6% by mass or less.
From the viewpoint of productivity during the reaction, the higher the concentration of compound (I) during polymerization, the more advantageous. In that sense, the concentration of compound (I) during polymerization is 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more.

また、化合物(I)を重合させた後、ろ過や遠心分離処理により高分子量成分を除く、カラムクロマトグラフィーを用いて精製する、などの方法で処理することも、本発明の組成物を製造する方法として好ましい。
特に、重合反応によって生成した固形物に再沈澱処理を行い、低分子量成分および残存する化合物(I)を除去することにより、Mnを大きくし、残存する化合物(I)量を減少させることが本発明の組成物を製造する方法として好ましい。
ここで、再沈殿処理とは、必要に応じて反応溶媒を留去した反応液に、貧溶媒(本発明の組成物を実質的に溶解しない溶媒)を加える、もしくは必要に応じて反応溶媒を留去した反応液を、貧溶媒に滴下する、固形分を良溶媒に溶解させた後、貧溶媒を加えるなどの方法により、本発明の組成物を析出させ、これをろ取することである。
良溶媒としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフランなど、貧溶媒としては、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール)炭化水素類(ヘキサン、ヘプタン)、水などが好ましい。良溶媒として、本発明の組成物の等質量〜50倍質量を用いることが好ましく、2倍質量〜20倍質用いることが、より好ましい。貧溶媒として、本発明の組成物の等質量〜200倍質量を用いることが好ましく、2倍質量〜50倍質用いることが、より好ましい。
Moreover, after polymerizing the compound (I), the composition of the present invention can also be produced by treating with a method such as removing high molecular weight components by filtration or centrifugation, and purifying using column chromatography. Preferred as a method.
In particular, it is possible to increase the Mn and reduce the amount of the remaining compound (I) by performing reprecipitation treatment on the solid produced by the polymerization reaction and removing the low molecular weight component and the remaining compound (I). A preferred method for producing the composition of the invention.
Here, the reprecipitation treatment refers to adding a poor solvent (a solvent that does not substantially dissolve the composition of the present invention) to the reaction solution obtained by distilling off the reaction solvent as necessary, or adding a reaction solvent as necessary. The distilled reaction solution is dropped into a poor solvent, and after the solid content is dissolved in a good solvent, the composition of the present invention is precipitated by a method such as adding the poor solvent, and this is filtered. .
As the good solvent, ethyl acetate, butyl acetate, toluene, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran and the like are preferable, and as the poor solvent, alcohols (methanol, ethanol, isopropyl alcohol) hydrocarbons (hexane, heptane), water and the like are preferable. As the good solvent, it is preferable to use an equal mass to 50 times mass of the composition of the present invention, and it is more preferable to use 2 times mass to 20 times mass. As the poor solvent, it is preferable to use an equal mass to 200 times mass of the composition of the present invention, and it is more preferable to use 2 times to 50 times the mass.

化合物(I)の重合反応は非金属の重合開始剤の存在下で行うことが好ましい。例えば、加熱によって炭素ラジカルや酸素ラジカル等の遊離ラジカルを発生して活性を示す重合開始剤の存在下で重合することが出来る。
重合開始剤としては特に有機過酸化物または有機アゾ系化合物が好ましく用いられる。
The polymerization reaction of compound (I) is preferably performed in the presence of a nonmetallic polymerization initiator. For example, polymerization can be carried out in the presence of a polymerization initiator that exhibits activity by generating free radicals such as carbon radicals and oxygen radicals by heating.
As the polymerization initiator, an organic peroxide or an organic azo compound is particularly preferably used.

有機過酸化物としては、日本油脂株式会社より市販されているパーヘキサH等のケトンパーオキサイド類、パーヘキサTMH等のパーオキシケタール類、パーブチルH−69等のハイドロパーオキサイド類、パークミルD、パーブチルC、パーブチルD等のジアルキルパーオキサイド類、ナイパーBW等のジアシルパーオキサイド類、パーブチルZ、パーブチルL等のパーオキシエステル類、パーロイルTCP等のパーオキシジカーボネート、ジイソブチリルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカノエート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、ジ(4−t−ブチルクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジコハク酸パーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ(4−メチルベンゾイル)パーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ベンゾイル(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ジ(4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシ−3,5,5、−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジ−メチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、2,2−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルパーオキシベンゾエート、n−ブチル−4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレレート、ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーイキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、p−メタンヒドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、o−クロロベンゾイルパーオキサイド、p−クロロベンゾイルパーオキサイド、トリス−(t−ブチルパーオキシ)トリアジン、2,4,4−トリメチルペンチルパーオキシネオデカノエート、α−クミルパーオキシネオデカノエート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、1,6−ビス(t−ブチルパーオキシカルボニルオキシ)ヘキサン、ジエチレングリコールビス(t−ブチルパーオキシカーボネート)、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、アルケマ吉冨社より市販されているルペロックス11等が好ましく用いられる。   Examples of the organic peroxide include ketone peroxides such as perhexa H, peroxyketals such as perhexa TMH, hydroperoxides such as perbutyl H-69, park mill D, perbutyl C, etc. , Dialkyl peroxides such as perbutyl D, diacyl peroxides such as niper BW, peroxyesters such as perbutyl Z and perbutyl L, peroxydicarbonates such as perroyl TCP, diisobutyryl peroxide, cumylperoxyneodeca Noate, di-n-propyl peroxydicarbonate, diisopropyl peroxydicarbonate, di-sec-butyl peroxydicarbonate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate, di (4 -T-Buchi Chlohexyl) peroxydicarbonate, di (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, t-hexylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneoheptanoate, t- Hexyl peroxypivalate, t-butyl peroxypivalate, di (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, dilauroyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2- Ethylhexanoate, disuccinic acid peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, di (4-methyl Benzoyl) peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoe , Di (3-methylbenzoyl) peroxide, benzoyl (3-methylbenzoyl) peroxide, dibenzoyl peroxide, dibenzoyl peroxide, 1,1-di (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane, 1 , 1-di (t-hexylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-di (t-butylperoxy) cyclohexane, 2, , 2-di (4,4-di- (t-butylperoxy) cyclohexyl) propane, t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxymaleic acid, t-butylperoxy-3,5,5 , -Trimethylhexanoate, t-butyl peroxylaurate, t-butyl peroxyisop Propyl monocarbonate, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t-hexylperoxybenzoate, 2,5-di-methyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyacetate 2,2-di- (t-butylperoxy) butane, t-butylperoxybenzoate, n-butyl-4,4-di-t-butylperoxyvalerate, di (2-t-butylperoxy) Isopropyl) benzene, dicumyl peroxide, di-t-hexyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, t-butylcumyl peroxide, di-t-butyl Peroxide, p-methane hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) Syn-3, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, o-chlorobenzoyl peroxide, p-chlorobenzoyl peroxide, tris- (t-butylperoxy) triazine, 2,4,4-trimethylpentylperoxyneodecanoate, α -Cumylperoxyneodecanoate, t-amylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxyisobutyrate, di-t-butylperoxyhexahydroterephthalate, di-t-butylperoxytrimethyl Adipate, di-3-methoxy Butyl peroxydicarbonate, di-isopropyl peroxydicarbonate, t-butyl peroxyisopropyl carbonate, 1,6-bis (t-butylperoxycarbonyloxy) hexane, diethylene glycol bis (t-butyl peroxycarbonate), t -Hexyl peroxyneodecanoate, Luperox 11 commercially available from Arkema Yoshitsugu, etc. are preferably used.

有機アゾ系化合物としては和光純薬工業株式会社で市販されているV−30、V−40、V−59、V−60、V−65、V−70等のアゾニトリル化合物類、VA−080、VA−085、VA−086、VF−096、VAm−110、VAm−111等のアゾアミド化合物類、VA−044、VA−061等の環状アゾアミジン化合物類、V−50、VA−057等のアゾアミジン化合物類、V−601、V−401等のアゾエステル化合物類、2,2−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルブチロニトリル)、1,1−アゾビス(シクロヘキサン−1−カーボニトリル)、1−〔(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ〕ホルムアミド、2,2−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2−アゾビス〔2−メチル−N−(2−ヒドロキシブチル)プロピオンアミド〕、2,2−アゾビス〔N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド〕、2,2−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオアミド)、2,2−アゾビス〔2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕ジヒドロクロリド、2,2−アゾビス〔2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕ジスルフェートジヒドレート、2,2−アゾビス{2−〔1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル〕プロパン}ジヒドロクロリド、2,2−アゾビス〔2−〔2−イミダゾリン−2−イル〕プロパン〕、2,2−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)ジヒドロクロリド、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2−アゾビス〔N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン〕テトラヒドレート、ジメチル2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4−アゾビス(4−シアノバレリックアシッド)、2,2−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)等が好ましく用いられる。   As organic azo compounds, azonitrile compounds such as V-30, V-40, V-59, V-60, V-65, and V-70, which are commercially available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd., VA-080, Azoamide compounds such as VA-085, VA-086, VF-096, VAm-110 and VAm-111, cyclic azoamidine compounds such as VA-044 and VA-061, and azoamidine compounds such as V-50 and VA-057 Azo ester compounds such as V-601 and V-401, 2,2-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2 , 2-azobis (2-methylpropionitrile), 2,2-azobis (2,4-dimethylbutyronitrile), 1,1-azobis (cyclohexane-1-carbonite) Ryl), 1-[(1-cyano-1-methylethyl) azo] formamide, 2,2-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide }, 2,2-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxybutyl) propionamide], 2,2-azobis [N- (2-propenyl) -2-methylpropionamide], 2,2-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide), 2,2-azobis (N-cyclohexyl-2-methylpropioamide), 2,2-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydro Chloride, 2,2-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] disulfate dihydrate, 2,2-azobis {2- [1- (2-hydroxy Ethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} dihydrochloride, 2,2-azobis [2- [2-imidazolin-2-yl] propane], 2,2-azobis (1-imino-1-pyrrolidino- 2-methylpropane) dihydrochloride, 2,2-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] tetrahydrate, dimethyl 2 , 2-azobis (2-methylpropionate), 4,4-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2-azobis (2,4,4-trimethylpentane) and the like are preferably used.

重合開始剤としては、試薬自体の安全性および重合反応の分子量再現性から、有機アゾ系化合物が好ましく、なかでもポリマー中に有害なシアノが取り込まれないV−601などのアゾエステル化合物が最も好ましい。
重合開始剤の10時間半減期温度は100℃以下であることが好ましい。10時間半減期温度が100℃以下であれば、重合開始剤を反応終了時に残存しないようにすることが容易である。
本発明の重合開始剤は1種のみ、または2種以上を混合して用いてもよい。
本発明の重合開始剤の使用量はモノマー1モルに対して、好ましくは0.0001〜2モル、より好ましくは0.003〜1モル、特に好ましくは0.001〜0.5モルである。
The polymerization initiator is preferably an organic azo compound in view of the safety of the reagent itself and the molecular weight reproducibility of the polymerization reaction, and most preferably an azo ester compound such as V-601 which does not incorporate harmful cyano into the polymer.
The 10-hour half-life temperature of the polymerization initiator is preferably 100 ° C. or lower. If the 10-hour half-life temperature is 100 ° C. or lower, it is easy to prevent the polymerization initiator from remaining at the end of the reaction.
The polymerization initiator of the present invention may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the polymerization initiator used in the present invention is preferably 0.0001 to 2 mol, more preferably 0.003 to 1 mol, and particularly preferably 0.001 to 0.5 mol with respect to 1 mol of the monomer.

重合反応で使用する溶媒は、化合物(I)が必要な濃度で溶解可能であり、かつ得られる重合体から形成する膜の特性に悪影響を与えないものであればどのようなものを使用しても良い。以下の記述において、例えば、エステル系溶剤とは分子内にエステル基を有する溶媒のことである。
例えば水やメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、メチルベンゾエート等のエステル系溶剤、ジブチルエーテル、アニソール、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、トルエン、キシレン、メシチレン、1,2,4,5−テトラメチルベンゼン、ペンタメチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、1,4−ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルベンゼン、1,4−ジ−t−ブチルベンゼン、1,3,5−トリエチルベンゼン、1,3,5−トリ−t−ブチルベンゼン、4−t−ブチル−オルトキシレン、1−メチルナフタレン、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、N−メチルピロリジノン、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤、四塩化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン等のハロゲン系溶剤、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤などが利用できる。これらの中でより好ましい溶剤はエステル系溶剤であり、中でも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、メチルベンゾエートであり、特に好ましくは、酢酸エチル、酢酸ブチルである。
これらは単独でも2種以上を混合して用いてもよい。
反応時に重合開始剤を分解させるのに必要な温度まで反応液を加温でき、反応終了後に有機溶媒を留去できるために、有機溶媒の沸点は75℃以上140℃以下であることが好ましい。
本発明の重合開始剤の添加方法としては一括添加、分割添加、連続添加等が挙げられるが、少ない重合開始剤添加量で高分子量化でき、膜強度の点からも有利であるので、分割添加および連続添加が好ましい。
特に、化合物(I)および有機溶媒からなる反応液を、重合開始剤の1時間半減温度以上に保ち、重合開始剤を分割添加または連続添加することが、膜強度および重合反応時の分子量再現性の点から好ましい。
Any solvent can be used for the polymerization reaction as long as it can dissolve the compound (I) at a necessary concentration and does not adversely affect the properties of the film formed from the polymer obtained. Also good. In the following description, for example, an ester solvent is a solvent having an ester group in the molecule.
For example, alcohol solvents such as water, methanol, ethanol, propanol, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, acetophenone, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, pentyl acetate, acetic acid Hexyl, methyl propionate, ethyl propionate, propylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone, ester solvents such as methyl benzoate, ether solvents such as dibutyl ether, anisole, tetrahydrofuran, toluene, xylene, mesitylene, 1,2, 4,5-tetramethylbenzene, pentamethylbenzene, isopropylbenzene, 1,4-diisopropylbenzene, t-butylbenzene, 1,4-di-t-butylbenzene Aroma such as 1,3,5-triethylbenzene, 1,3,5-tri-t-butylbenzene, 4-t-butyl-orthoxylene, 1-methylnaphthalene, 1,3,5-triisopropylbenzene Group hydrocarbon solvents, amide solvents such as N-methylpyrrolidinone, dimethylacetamide, carbon tetrachloride, dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene And halogen-based solvents such as hexane, heptane, octane and cyclohexane. Among these solvents, more preferred are ester solvents, among which methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, pentyl acetate, hexyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propylene glycol monomethyl ether acetate , Γ-butyrolactone and methyl benzoate, particularly preferably ethyl acetate and butyl acetate.
These may be used alone or in admixture of two or more.
The boiling point of the organic solvent is preferably 75 ° C. or higher and 140 ° C. or lower so that the reaction solution can be heated to a temperature necessary for decomposing the polymerization initiator during the reaction and the organic solvent can be distilled off after completion of the reaction.
The addition method of the polymerization initiator of the present invention includes batch addition, divided addition, continuous addition, etc., but it can be increased in molecular weight with a small addition amount of polymerization initiator and is advantageous from the viewpoint of film strength. And continuous addition is preferred.
In particular, it is possible to maintain the reaction liquid composed of the compound (I) and the organic solvent at a temperature that is at least one hour half the temperature of the polymerization initiator and to add the polymerization initiator in portions or continuously, so that the film strength and the molecular weight reproducibility during the polymerization reaction are increased. From the point of view, it is preferable.

本発明における重合反応の最適な条件は、重合開始剤、モノマー、溶媒の種類、濃度等によって異なるが、好ましくは内温0℃〜200℃、より好ましくは40℃〜170℃、特に好ましくは70℃〜140℃で、好ましくは1〜50時間、より好ましくは2〜20時間、特に好ましくは3〜10時間の範囲である。
また、酸素による重合開始剤の不活性化を抑制するために不活性ガス雰囲気下(例えば窒素、アルゴン等)で反応させることが好ましい。反応時の酸素濃度は好ましくは100ppm以下、より好ましくは50ppm以下、特に好ましくは20ppm以下である。
Optimum conditions for the polymerization reaction in the present invention vary depending on the polymerization initiator, monomer, solvent type, concentration, etc., but preferably the internal temperature is 0 ° C. to 200 ° C., more preferably 40 ° C. to 170 ° C., particularly preferably 70. C. to 140.degree. C., preferably 1 to 50 hours, more preferably 2 to 20 hours, and particularly preferably 3 to 10 hours.
Moreover, in order to suppress the inactivation of the polymerization initiator by oxygen, it is preferable to make it react under inert gas atmosphere (for example, nitrogen, argon, etc.). The oxygen concentration during the reaction is preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, and particularly preferably 20 ppm or less.

本発明の組成物は有機溶媒に可溶であることが好ましい。ここで、有機溶媒に可溶であるとは、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルおよびγ−ブチロラクトンから選ばれる溶媒に、25℃で、5質量%以上溶解することと定義するが10質量%以上溶解することが好ましく、20質量%以上溶解することが、より好ましい。   The composition of the present invention is preferably soluble in an organic solvent. Here, being soluble in an organic solvent means that 5% by mass or more dissolves at 25 ° C. in a solvent selected from cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and γ-butyrolactone. However, it is preferable to dissolve 10% by mass or more, and more preferable to dissolve 20% by mass or more.

本発明の組成物を製造する際には、化合物(I)の重合反応を行った反応液をそのまま本発明の組成物として用いても良いが、反応溶媒を留去し、濃縮して用いることが好ましい。また、再沈殿処理を行った後に用いることが好ましい。
濃縮する方法としては、ロータリーエバポレーター、蒸留装置または重合反応を行った反応装置などを用いて、反応液を加熱および/または減圧することによって行うことが好ましい。濃縮時の反応液の温度は、一般的には0℃〜180℃であり、10℃〜140℃が好ましく、20℃〜100℃が、より好ましく、30℃〜60℃が最も好ましい。濃縮時の圧力は、一般的に、0.133Pa〜100kPaであり、好ましくはは1.33Pa〜13.3kPaであり、より好ましくは、1.33Pa〜1.33kPaである。
反応液を濃縮する際は、反応液中の固形分含量が10質量%以上になるようになるまで濃縮することが好ましく、30%質量以上になるまで濃縮することがより好ましく、50%質量以上になるまで濃縮することが最も好ましい。
In producing the composition of the present invention, the reaction solution obtained by subjecting the compound (I) to the polymerization reaction may be used as it is as the composition of the present invention, but the reaction solvent is distilled off and concentrated for use. Is preferred. Moreover, it is preferable to use after performing a reprecipitation process.
The concentration is preferably carried out by heating and / or reducing the pressure of the reaction solution using a rotary evaporator, a distillation apparatus or a reaction apparatus in which a polymerization reaction is performed. The temperature of the reaction solution at the time of concentration is generally 0 ° C to 180 ° C, preferably 10 ° C to 140 ° C, more preferably 20 ° C to 100 ° C, and most preferably 30 ° C to 60 ° C. The pressure at the time of concentration is generally 0.133 Pa to 100 kPa, preferably 1.33 Pa to 13.3 kPa, and more preferably 1.33 Pa to 1.33 kPa.
When concentrating the reaction solution, it is preferably concentrated until the solid content in the reaction solution becomes 10% by mass or more, more preferably concentrated until it becomes 30% by mass or more, and 50% by mass or more. It is most preferred to concentrate until

本発明の組成物およびその製造工程において、必要以上の重合を抑制するために重合禁止剤を添加してもよい。重合禁止剤の例としては4−メトキシフェノール、カテコールなどが挙げられる。   In the composition of the present invention and its production process, a polymerization inhibitor may be added in order to suppress unnecessary polymerization. Examples of the polymerization inhibitor include 4-methoxyphenol and catechol.

本発明において、化合物(I)の重合体は、適当な溶剤に溶解させて、支持体上に塗布して使用することが好ましい。使用できる溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレンカーボネート、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、メチルイソブチルケトン、キシレン、メシチレン、ジイソプロピルベンゼンを挙げることができる。   In the present invention, the polymer of compound (I) is preferably used after being dissolved in an appropriate solvent and coated on a support. Solvents that can be used include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, 2-heptanone, cyclohexanone, γ-butyrolactone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, Propylene glycol monoethyl ether, ethylene carbonate, butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, tetrahydrofuran, methyl isobutyl ketone, xylene, mesitylene, Mention may be made of diisopropylbenzene.

本発明の組成物を適当な溶剤に溶解させて得られる溶液も本発明の組成物の範囲に含まれる。本発明の溶液中の全固形分濃度は、好ましくは、1〜30質量%であり、使用目的に応じて適宜調整される。組成物の全固形分濃度が1〜30質量%であると、塗膜の膜厚が適当な範囲となり、塗布液の保存安定性もより優れるものである。   A solution obtained by dissolving the composition of the present invention in a suitable solvent is also included in the scope of the composition of the present invention. The total solid concentration in the solution of the present invention is preferably 1 to 30% by mass, and is appropriately adjusted according to the purpose of use. When the total solid content concentration of the composition is 1 to 30% by mass, the film thickness of the coating film is in an appropriate range, and the storage stability of the coating solution is also more excellent.

本発明の組成物には、重合開始剤が含まれていてもよいが、重合開始剤が含まれていないほうが組成物の保存安定性が良いので好ましい。
ただし、本発明の組成物を低温で硬膜する必要がある場合は、重合開始剤を含んでいることが好ましい。その場合の重合開始剤の例としては前述したものと同じものが挙げられる。また、この目的で、放射線により重合を引きおこす開始剤を使用することもができる。
The composition of the present invention may contain a polymerization initiator, but it is preferable that no polymerization initiator is contained because the storage stability of the composition is good.
However, when it is necessary to harden the composition of this invention at low temperature, it is preferable to contain the polymerization initiator. Examples of the polymerization initiator in that case include the same ones as described above. For this purpose, it is also possible to use initiators that cause polymerization by radiation.

本発明の組成物には不純物としての金属含量が充分に少ないことが好ましい。組成物の金属濃度はICP−MS法にて高感度に測定可能であり、その場合の遷移金属以外の金属含有量は好ましくは30ppm以下、より好ましくは3ppm以下、特に好ましくは300ppb以下である。また、遷移金属に関しては酸化を促進する触媒能が高く、プリベーク、熱硬化プロセスにおいて酸化反応によって本発明で得られた膜の誘電率を上げてしまうという観点から、含有量がより少ないほうがよく、好ましくは10ppm以下、より好ましくは1ppm以下、特に好ましくは100ppb以下である。
組成物の金属濃度は本発明の組成物を用いて得た膜に対して全反射蛍光X線測定を行うことによっても評価できる。X線源としてW線を用いた場合、金属元素としてK、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pdが観測可能であり、それぞれ100×1010cm−2以下が好ましく、より好ましくは50×1010cm−2以下、特に好ましくは10×1010cm−2以下である。また、ハロゲンであるBrも観測可能であり、残存量は10000×1010cm−2以下が好ましく、より好ましくは1000×1010cm−2以下、特に好ましくは400×1010cm−2以下である。また、ハロゲンとしてClも観測可能であるが、CVD装置、エッチング装置等へダメージを与えるという観点から残存量は100×1010cm−2以下が好ましく、より好ましくは50×1010cm−2以下、特に好ましくは10×1010cm−2以下である。
The composition of the present invention preferably has a sufficiently low metal content as an impurity. The metal concentration of the composition can be measured with high sensitivity by the ICP-MS method, and the metal content other than the transition metal in that case is preferably 30 ppm or less, more preferably 3 ppm or less, and particularly preferably 300 ppb or less. In addition, the transition metal has a high catalytic ability to promote oxidation, and from the viewpoint of increasing the dielectric constant of the film obtained in the present invention by an oxidation reaction in the prebaking and thermosetting processes, the content is preferably smaller. Preferably it is 10 ppm or less, More preferably, it is 1 ppm or less, Most preferably, it is 100 ppb or less.
The metal concentration of the composition can also be evaluated by performing total reflection X-ray fluorescence measurement on a film obtained using the composition of the present invention. When W line is used as the X-ray source, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, and Pd can be observed as metal elements, each of which is 100 × 10 10 cm −2 or less. Is more preferably 50 × 10 10 cm −2 or less, and particularly preferably 10 × 10 10 cm −2 or less. Moreover, Br which is halogen can also be observed, and the residual amount is preferably 10000 × 10 10 cm −2 or less, more preferably 1000 × 10 10 cm −2 or less, and particularly preferably 400 × 10 10 cm −2 or less. is there. Further, although Cl can be observed as halogen, the remaining amount is preferably 100 × 10 10 cm −2 or less, more preferably 50 × 10 10 cm −2 or less from the viewpoint of damaging the CVD apparatus, the etching apparatus, and the like. Particularly preferably, it is 10 × 10 10 cm −2 or less.

更に、本発明の組成物には、得られる絶縁膜の特性(耐熱性、誘電率、機械強度、塗布性、密着性等)を損なわない範囲で、ラジカル発生剤、コロイド状シリカ、界面活性剤、シランカップリング剤、密着剤などの添加剤を添加してもよい。   Furthermore, the composition of the present invention includes a radical generator, colloidal silica, and surfactant as long as the properties (heat resistance, dielectric constant, mechanical strength, coatability, adhesion, etc.) of the resulting insulating film are not impaired. In addition, additives such as a silane coupling agent and an adhesive may be added.

本発明にいかなるコロイド状シリカを使用してもよい。例えば、高純度の無水ケイ酸を親水性有機溶媒もしくは水に分散した分散液であり、通常、平均粒径5〜30nm、好ましくは10〜20nm、固形分濃度が5〜40質量%程度のものである。   Any colloidal silica may be used in the present invention. For example, a dispersion in which high-purity silicic acid is dispersed in a hydrophilic organic solvent or water, usually having an average particle size of 5 to 30 nm, preferably 10 to 20 nm, and a solid content concentration of about 5 to 40% by mass It is.

本発明にいかなる界面活性剤を使用してもよいが、例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤などが挙げられ、さらにシリコーン系界面活性剤、含フッ素系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、アクリル系界面活性剤が挙げられる。本発明で使用する界面活性剤は、一種類でも良いし、二種類以上でも良い。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、含フッ素系界面活性剤、アクリル系界面活性剤が好ましく、特にシリコーン系界面活性剤が好ましい。   Any surfactant may be used in the present invention, and examples thereof include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, silicone surfactants, and fluorine-containing interfaces. Activators, polyalkylene oxide surfactants, and acrylic surfactants can be mentioned. The surfactant used in the present invention may be one type or two or more types. As the surfactant, silicone surfactants, nonionic surfactants, fluorine-containing surfactants, and acrylic surfactants are preferable, and silicone surfactants are particularly preferable.

本発明で使用する界面活性剤の添加量は、膜形成塗布液の全量に対して0.01質量%以上1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上0.5質量%以下であることが更に好ましい。   The addition amount of the surfactant used in the present invention is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, and 0.1% by mass or more and 0.5% by mass or less with respect to the total amount of the film-forming coating solution. More preferably.

本発明において、シリコン系界面活性剤とは、少なくとも1原子のSi原子を含む界面活性剤である。本発明に使用するシリコン系界面活性剤としては、いかなるシリコン系界面活性剤でもよく、アルキレンオキシド及びジメチルシロキサンを含む構造であることが好ましい。下記化学式を含む構造であることが更に好ましい。   In the present invention, the silicon-based surfactant is a surfactant containing at least one Si atom. The silicon-based surfactant used in the present invention may be any silicon-based surfactant, and preferably has a structure containing alkylene oxide and dimethylsiloxane. A structure including the following chemical formula is more preferable.

Figure 2008218639
Figure 2008218639

式中R1は水素原子または炭素原子数1〜5のアルキル基であり、xは1〜20の整数であり、m、nはそれぞれ独立に2〜100の整数である。複数のR1は同じでも異なっていてもよい。 In the formula, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, x is an integer of 1 to 20, and m and n are each independently an integer of 2 to 100. A plurality of R 1 may be the same or different.

本発明に使用するシリコーン系界面活性剤としては、例えばBYK306、BYK307(ビックケミー社製)、SH7PA、SH21PA、SH28PA、SH30PA(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)、TroysolS366(トロイケミカル社製)等を挙げることができる。   Examples of the silicone-based surfactant used in the present invention include BYK306, BYK307 (manufactured by Big Chemie), SH7PA, SH21PA, SH28PA, SH30PA (manufactured by Toray Dow Corning Silicone), Troysol S366 (manufactured by Troy Chemical). Can be mentioned.

本発明に使用するノニオン系界面活性剤としては、いかなるノニオン系界面活性剤でもよい。例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアリールエーテル類、ポリオキシエチレンジアルキルエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリオキシエチレン類、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体等を挙げることができる。   Any nonionic surfactant may be used as the nonionic surfactant used in the present invention. For example, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene aryl ethers, polyoxyethylene dialkyl esters, sorbitan fatty acid esters, fatty acid-modified polyoxyethylenes, polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymers, etc. Can do.

本発明に使用する含フッ素系界面活性剤としては、いかなる含フッ素系界面活性剤でもよい。例えば、パーフルオルオクチルポリエチレンオキシド、パーフルオルデシルポリエチレンオキシド、パーフルオルドデシルポリエチレンオキシド等が挙げられる。   As the fluorine-containing surfactant used in the present invention, any fluorine-containing surfactant may be used. For example, perfluorooctyl polyethylene oxide, perfluorodecyl polyethylene oxide, perfluorodecyl polyethylene oxide and the like can be mentioned.

本発明に使用するアクリル系界面活性剤としては、いかなるアクリル系界面活性剤でもよい。例えば、(メタ)アクリル酸系共重合体等が挙げられる。   The acrylic surfactant used in the present invention may be any acrylic surfactant. For example, a (meth) acrylic acid type copolymer etc. are mentioned.

本発明にいかなるシランカップリング剤を使用してもよいが、例えば、3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノグリシジロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、1−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。本発明で使用するシランカップリング剤は、一種類でも良いし、二種類以上でも良い。   Any silane coupling agent may be used in the present invention. For example, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-aminoglycidyloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3- Glycidyloxypropylmethyldimethoxysilane, 1-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N -(2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10- Trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6 -Diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyl Triethoxysilane, - bis (oxyethylene) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane and the like. The silane coupling agent used in the present invention may be one type or two or more types.

本発明にはいかなる密着促進剤を使用してもよいが、例えば、トリメトキシシリル安息香酸、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、トリメトキシビニルシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、アルミニウムモノエチルアセトアセテートジイソプロピレート、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフエニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフエニルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,N’−ビス(トリメチルシリル)ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール、ビニルトリクロロシラン、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、チオ尿素化合物等を挙げることができる。官能性シランカップリング剤が密着促進剤として好ましい。密着促進剤の好ましい使用量は、全固形分100質量部に対して10質量部以下、特に0.05〜5質量部であることが好ましい。   Any adhesion promoter may be used in the present invention. For example, trimethoxysilylbenzoic acid, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane , Γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, trimethoxyvinylsilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, aluminum monoethylacetoacetate diisopropylate, vinyltris (2 -Methoxyethoxy) silane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxy Silane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, trimethylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, methyldiphenylchlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, trimethylmethoxysilane, dimethyldi Ethoxysilane, methyldimethoxysilane, dimethylvinylethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, hexamethyldisilazane, N, N'-bis (trimethylsilyl) urea, dimethyltrimethylsilylamine, trimethylsilylimidazole, vinyltrichlorosilane, benzo Triazole, benzimidazole, indazole, imidazole, 2-mercaptobenzimidazole, - mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, urazole, thiouracil, mercaptoimidazole, mercaptopyrimidine, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, it may be mentioned thiourea compounds. Functional silane coupling agents are preferred as adhesion promoters. The preferable use amount of the adhesion promoter is preferably 10 parts by mass or less, particularly 0.05 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content.

本発明の組成物には膜の機械強度の許す範囲内で、空孔形成因子を使用して、膜を多孔質化し、低誘電率化を図ることができる。
空孔形成剤となる添加剤の空孔形成因子としては特に限定はされないが、非金属化合物が好適に用いられ、膜形成用塗布液で使用される溶剤との溶解性、本発明重合体との相溶性を同時に満たすことが必要である。
In the composition of the present invention, a pore forming factor can be used within the range allowed by the mechanical strength of the film to make the film porous and to reduce the dielectric constant.
There are no particular limitations on the pore-forming factor of the additive that serves as the pore-forming agent, but non-metallic compounds are preferably used, solubility in the solvent used in the film-forming coating solution, and the polymer of the present invention. It is necessary to satisfy the compatibility of

空孔形成剤としてはポリマーも使用することができる。空孔形成剤として使用できるポリマーとしては、例えば、ポリビニル芳香族化合物(ポリスチレン、ポリビニルピリジン、ハロゲン化ポリビニル芳香族化合物など)、ポリアクリロニトリル、ポリアルキレンオキシド(ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドなど)、ポリエチレン、ポリ乳酸、ポリシロキサン、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクタム、ポリウレタン、ポリメタクリレート(ポリメチルメタクリレートなど)またはポリメタクリル酸、ポリアクリレート(ポリメチルアクリレートなど)およびポリアクリル酸、ポリジエン(ポリブタジエンおよびポリイソプレンなど)、ポリビニルクロライド、ポリアセタール、およびアミンキャップドアルキレンオキシド、その他、ポリフェニレンオキシド、ポリ(ジメチルシロキサン)、ポリテトラヒドロフラン、ポリシクロヘキシルエチレン、ポリエチルオキサゾリン、ポリビニルピリジン、ポリカプロラクトン等であってもよい。   A polymer can also be used as the pore-forming agent. Examples of the polymer that can be used as the pore-forming agent include polyvinyl aromatic compounds (polystyrene, polyvinyl pyridine, halogenated polyvinyl aromatic compounds, etc.), polyacrylonitrile, polyalkylene oxide (polyethylene oxide, polypropylene oxide, etc.), polyethylene, poly Lactic acid, polysiloxane, polycaprolactone, polycaprolactam, polyurethane, polymethacrylate (such as polymethyl methacrylate) or polymethacrylic acid, polyacrylate (such as polymethyl acrylate) and polyacrylic acid, polydiene (such as polybutadiene and polyisoprene), polyvinyl chloride , Polyacetal, and amine-capped alkylene oxide, other polyphenylene oxide, poly (dimethyl) Siloxane), polytetrahydrofuran, poly cyclohexyl ethylene, polyethyl oxazoline, polyvinyl pyridine, may be a polycaprolactone.

特にポリスチレンは、空孔形成剤として好適に使用できる。ポリスチレンとしては、たとえば、アニオン性重合ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、未置換および置換ポリスチレン(たとえば、ポリ(α−メチルスチレン))が挙げられ、未置換ポリスチレンが好ましい。
また、空孔形成剤としては熱可塑性のポリマーも使用することができる。熱可塑性空孔形成用ポリマーの例としては、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリフェニレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレンオキシド、ポリ(ジメチルシロキサン)、ポリテトラヒドロフラン、ポリエチレン、ポリシクロヘキシルエチレン、ポリエチルオキサゾリン、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸およびポリビニルピリジン等が挙げられる。
In particular, polystyrene can be suitably used as a pore forming agent. Examples of polystyrene include anionic polymerized polystyrene, syndiotactic polystyrene, unsubstituted and substituted polystyrene (for example, poly (α-methylstyrene)), and unsubstituted polystyrene is preferred.
Further, a thermoplastic polymer can also be used as the pore forming agent. Examples of thermoplastic pore forming polymers include polyacrylate, polymethacrylate, polybutadiene, polyisoprene, polyphenylene oxide, polypropylene oxide, polyethylene oxide, poly (dimethylsiloxane), polytetrahydrofuran, polyethylene, polycyclohexylethylene, polyethyloxazoline. , Polycaprolactone, polylactic acid, polyvinyl pyridine and the like.

またこの空孔形成剤の沸点若しくは分解温度は、好ましくは100〜500℃、より好ましくは200〜450℃、特に好ましくは250〜400℃である。分子量としては、200〜50000であることが好ましく、より好ましくは300〜10000、特に好ましくは400〜5000である。
空孔形成剤の添加量は膜を形成する重合体に対して、質量%で好ましくは0.5〜75%、より好ましくは0.5〜30%、特に好ましくは1%〜20%である。
また、空孔形成因子として、重合体の中に分解性基を含んでいても良く、その分解温度は好ましくは100〜500℃、より好ましくは200〜450℃、特に好ましくは250〜400℃であると良い。分解性基の含有率は膜を形成する重合体に対して、モル%で0.5〜75%、より好ましくは0.5〜30%、特に好ましくは1〜20%である。
Moreover, the boiling point or decomposition temperature of the pore-forming agent is preferably 100 to 500 ° C, more preferably 200 to 450 ° C, and particularly preferably 250 to 400 ° C. As molecular weight, it is preferable that it is 200-50000, More preferably, it is 300-10000, Most preferably, it is 400-5000.
The amount of the pore-forming agent added is preferably 0.5 to 75%, more preferably 0.5 to 30%, and particularly preferably 1% to 20% by mass% with respect to the polymer forming the film. .
The polymer may contain a decomposable group as a pore-forming factor, and the decomposition temperature is preferably 100 to 500 ° C, more preferably 200 to 450 ° C, and particularly preferably 250 to 400 ° C. Good to have. The content of the decomposable group is 0.5 to 75%, more preferably 0.5 to 30%, and particularly preferably 1 to 20% in terms of mol% with respect to the polymer forming the film.

本発明の膜形成用組成物はフィルターろ過により、不溶物、ゲル状成分等を除いてから膜形成に用いることが好ましい。その際に用いるフィルターの孔径は0.001〜0.2μmが好ましく、孔径0.005〜0.05μmがより好ましく、孔径孔径0.005〜0.03μmが最も好ましい。フィルターの材質はPTFE、ポリエチレン、ナイロンが好ましく、ポリエチレンおよびナイロンが、より好ましい。
本発明の膜形成用組成物を使用して得られる膜は、膜形成用組成物をスピンコーティング法、ローラーコーティング法、ディップコーティング法、スキャン法、スプレー法、バー塗布法等の任意の方法により、シリコンウエハ、SiO2ウエハ、SiNウエハ、ガラス、プラスチックフィルムなどの基板に塗布した後、溶剤を必要に応じて加熱処理で除去することにより形成することができる。基板に塗布する方法としては、スピンコーティング法,スキャン法によるものが好ましい。特に好ましくは、スピンコーティング法によるものである。スピンコーティングについては、市販の装置を使用できる。例えば、クリーントラックシリーズ(東京エレクトロン製)、D−スピンシリーズ(大日本スクリーン製)、SSシリーズあるいはCSシリーズ(東京応化工業製)等が好ましく使用できる。スピンコート条件としては、いずれの回転速度でもよいが、膜の面内均一性の観点より、300mmシリコン基板においては1300rpm程度の回転速度が好ましい。また組成物溶液の吐出方法においては、回転する基板上に組成物溶液を吐出する動的吐出、静止した基板上へ組成物溶液を吐出する静的吐出のいずれでもよいが、膜の面内均一性の観点より、動的吐出が好ましい。また、組成物の消費量を抑制する観点より、予備的に組成物の主溶剤のみを基板上に吐出して液膜を形成した後、その上から組成物を吐出するという方法を用いることもできる。スピンコート時間については特に制限はないが、スループットの観点から180秒以内が好ましい。また、基板の搬送の観点より、基板エッジ部の膜を残存させないための処理(エッジリンス、バックリンス)をすることも好ましい。熱処理の方法は、特に限定されないが、一般的に使用されているホットプレート加熱、ファーネス炉を使用した加熱方法、RTP(Rapid Thermal Processor)等によるキセノンランプを使用した光照射加熱等を適用することができる。好ましくは、ホットプレート加熱、ファーネスを使用した加熱方法である。ホットプレートとしては市販の装置を好ましく使用でき、クリーントラックシリーズ(東京エレクトロン製)、D−スピンシリーズ(大日本スクリーン製)、SSシリーズあるいはCSシリーズ(東京応化工業製)等が好ましく使用できる。ファーネスとしては、αシリーズ(東京エレクトロン製)等が好ましく使用できる。
The film-forming composition of the present invention is preferably used for film formation after removing insolubles, gel components and the like by filter filtration. The pore size of the filter used at that time is preferably 0.001 to 0.2 μm, more preferably 0.005 to 0.05 μm, and most preferably 0.005 to 0.03 μm. The material of the filter is preferably PTFE, polyethylene, or nylon, and more preferably polyethylene or nylon.
The film obtained by using the film forming composition of the present invention can be obtained by any method such as spin coating method, roller coating method, dip coating method, scanning method, spray method, bar coating method. After applying to a substrate such as a silicon wafer, a SiO 2 wafer, a SiN wafer, glass, or a plastic film, the solvent can be removed by heat treatment as necessary. As a method of applying to the substrate, a spin coating method or a scanning method is preferable. Particularly preferred is the spin coating method. For spin coating, commercially available equipment can be used. For example, a clean track series (manufactured by Tokyo Electron), a D-spin series (manufactured by Dainippon Screen), an SS series or a CS series (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) can be preferably used. The spin coating conditions may be any rotational speed, but a rotational speed of about 1300 rpm is preferable for a 300 mm silicon substrate from the viewpoint of in-plane uniformity of the film. In addition, the method for discharging the composition solution may be either dynamic discharge for discharging the composition solution onto a rotating substrate or static discharge for discharging the composition solution onto a stationary substrate. From the viewpoint of performance, dynamic ejection is preferable. In addition, from the viewpoint of suppressing the consumption of the composition, it is also possible to use a method in which only the main solvent of the composition is preliminarily discharged onto the substrate to form a liquid film, and then the composition is discharged from there. it can. The spin coating time is not particularly limited, but is preferably within 180 seconds from the viewpoint of throughput. Further, from the viewpoint of transporting the substrate, it is also preferable to perform processing (edge rinse, back rinse) so as not to leave the film at the edge portion of the substrate. The heat treatment method is not particularly limited, but generally used hot plate heating, heating method using a furnace, light irradiation heating using a xenon lamp by RTP (Rapid Thermal Processor), etc. are applied. Can do. A heating method using hot plate heating or furnace is preferable. A commercially available apparatus can be preferably used as the hot plate, and a clean track series (manufactured by Tokyo Electron), D-spin series (manufactured by Dainippon Screen), SS series or CS series (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) can be preferably used. As the furnace, α series (manufactured by Tokyo Electron) and the like can be preferably used.

本発明の重合体は基板上に塗布した後に硬膜することが好ましい。硬膜とは、基板上の組成物を硬化し、膜に溶剤耐性を与えることを意味する。硬膜の方法としては、加熱処理(焼成)することが特に好ましい。例えば重合体中に残存するビニル基の後加熱時の重合反応が利用できる。この後加熱処理の条件は、好ましくは100〜450℃、より好ましくは200〜420℃、特に好ましくは350℃〜400℃で、好ましくは1分〜2時間、より好ましくは10分〜1.5時間、特に好ましくは30分〜1時間の範囲である。後加熱処理は数回に分けて行っても良い。また、この後加熱は酸素による熱酸化を防ぐために窒素雰囲気下で行うことが特に好ましい。   The polymer of the present invention is preferably hardened after being coated on a substrate. Hardened means that the composition on the substrate is cured and the film is given solvent resistance. As a method of hardening, it is particularly preferable to perform heat treatment (firing). For example, a polymerization reaction during post-heating of vinyl groups remaining in the polymer can be used. The conditions for this post-heat treatment are preferably 100 to 450 ° C., more preferably 200 to 420 ° C., particularly preferably 350 to 400 ° C., preferably 1 minute to 2 hours, more preferably 10 minutes to 1.5 ° C. Time, particularly preferably in the range of 30 minutes to 1 hour. The post-heating treatment may be performed in several times. Further, this post-heating is particularly preferably performed in a nitrogen atmosphere in order to prevent thermal oxidation by oxygen.

また、本発明では加熱処理ではなく高エネルギー線を照射することで重合体中に残存するビニル基またはエチニル基の重合反応を起こして硬膜しても良い。高エネルギー線とは、電子線、紫外線、X線などが挙げられるが、特にこれらの方法に限定されるものではない。
高エネルギー線として、電子線を使用した場合のエネルギーは0〜50keVが好ましく、より好ましくは0〜30keV、特に好ましくは0〜20keVである。電子線の総ドーズ量は好ましくは0〜5μC/cm2 、より好ましくは0〜2μC/cm2 、特に好ましくは0〜1μC/cm2である。電子線を照射する際の基板温度は0〜450℃が好ましく、より好ましくは0〜400℃、特に好ましくは0〜350℃である。圧力は好ましくは0〜133kPa、より好ましくは0〜60kPa、特に好ましくは0〜20kPaである。本発明の重合物の酸化を防止するという観点から、基盤周囲の雰囲気はAr、He、窒素などの不活性雰囲気を用いることが好ましい。また、電子線との相互作用で発生するプラズマ、電磁波、化学種との反応を目的に酸素、炭化水素、アンモニアなどのガスを添加してもよい。本発明における電子線照射は複数回行ってもよく、この場合は電子線照射条件を毎回同じにする必要はなく、毎回異なる条件で行ってもよい。
高エネルギー線として紫外線を用いてもよい。紫外線を用いる際の照射波長領域は190〜400nmが好ましく、その出力は基板直上において0.1〜2000mWcm−2が好ましい。紫外線照射時の基板温度は250〜450℃が好ましく、より好ましくは250〜400℃、特に好ましくは250〜350℃である。本発明の重合物の酸化を防止するという観点から、基盤周囲の雰囲気はAr、He、窒素などの不活性雰囲気を用いることが好ましい。また、その際の圧力は0〜133kPaが好ましい。
In the present invention, the film may be hardened by causing a polymerization reaction of a vinyl group or an ethynyl group remaining in the polymer by irradiating with a high energy ray instead of heat treatment. Examples of high energy rays include electron beams, ultraviolet rays, and X-rays, but are not particularly limited to these methods.
The energy when an electron beam is used as the high energy beam is preferably 0 to 50 keV, more preferably 0 to 30 keV, and particularly preferably 0 to 20 keV. The total dose of the electron beam is preferably 0 to 5 μC / cm 2 , more preferably 0 to 2 μC / cm 2 , and particularly preferably 0 to 1 μC / cm 2 . The substrate temperature at the time of irradiation with an electron beam is preferably 0 to 450 ° C, more preferably 0 to 400 ° C, and particularly preferably 0 to 350 ° C. The pressure is preferably 0 to 133 kPa, more preferably 0 to 60 kPa, and particularly preferably 0 to 20 kPa. From the viewpoint of preventing oxidation of the polymer of the present invention, the atmosphere around the substrate is preferably an inert atmosphere such as Ar, He, or nitrogen. Further, a gas such as oxygen, hydrocarbon, or ammonia may be added for the purpose of reaction with plasma, electromagnetic waves, or chemical species generated by interaction with an electron beam. The electron beam irradiation in the present invention may be performed a plurality of times. In this case, the electron beam irradiation conditions need not be the same each time, and may be performed under different conditions each time.
Ultraviolet rays may be used as the high energy rays. The irradiation wavelength region when using ultraviolet rays is preferably 190 to 400 nm, and the output is preferably 0.1 to 2000 mWcm −2 immediately above the substrate. The substrate temperature at the time of ultraviolet irradiation is preferably 250 to 450 ° C., more preferably 250 to 400 ° C., and particularly preferably 250 to 350 ° C. From the viewpoint of preventing oxidation of the polymer of the present invention, the atmosphere around the substrate is preferably an inert atmosphere such as Ar, He, or nitrogen. Further, the pressure at that time is preferably 0 to 133 kPa.

加熱処理と高エネルギー線処理照射を、同時に、または順次行うことにより硬膜してもよい。
絶縁膜を形成する際の膜厚は、乾燥膜厚として、1回塗りで厚さ0.05〜1.5μm程度、2回塗りでは厚さ0.1〜3μm程度の塗膜を形成することができる。
カゴ構造が焼成時に分解しないために、組成物及び絶縁膜の製造中にSi原子に求核攻撃する基(水酸基、シラノール基など)が実質的に存在しないことが好ましい。
The film may be hardened by performing heat treatment and high energy ray treatment irradiation simultaneously or sequentially.
The film thickness when forming the insulating film is a dry film thickness of about 0.05 to 1.5 μm in thickness when applied once, and about 0.1 to 3 μm in thickness when applied twice. Can do.
Since the cage structure does not decompose during firing, it is preferable that groups (hydroxyl groups, silanol groups, etc.) that undergo nucleophilic attack on Si atoms are not substantially present during the production of the composition and the insulating film.

より具体的には、本発明の組成物を、例えばスピンコート法により、基板(通常は金属配線を有する基板)上に塗布し、予備熱処理を行うことにより溶媒を乾燥させ、次いで300℃以上430℃以下の温度で最終熱処理(アニール)を行うことにより低誘電率の絶縁膜を形成できる。   More specifically, the composition of the present invention is applied onto a substrate (usually a substrate having a metal wiring) by, for example, a spin coating method, a pre-heat treatment is performed to dry the solvent, and then 300 ° C. to 430 ° C. An insulating film having a low dielectric constant can be formed by performing a final heat treatment (annealing) at a temperature of ℃ or less.

本発明の膜形成用組成物を使用して得られる膜は、半導体用層間絶縁膜として使用する際、その配線構造において、配線側面にはメタルマイグレーションを防ぐためのバリア層があっても良く、また、配線や層間絶縁膜の上面底面にはCMPでの剥離を防ぐキャップ層、層間密着層の他、エッチングストッパー層等があってもよく、更には層間絶縁膜の層を必要に応じて他種材料で複数層に分けても良い。   When the film obtained by using the film forming composition of the present invention is used as an interlayer insulating film for a semiconductor, the wiring structure thereof may have a barrier layer for preventing metal migration on the wiring side surface. In addition, there may be an etching stopper layer, etc. in addition to a cap layer and interlayer adhesion layer that prevent peeling by CMP on the bottom surface of the upper surface of the wiring and interlayer insulating film, and other layers of the interlayer insulating film may be added as necessary. The seed material may be divided into a plurality of layers.

本発明の絶縁膜は、他の含Si絶縁膜または有機膜と積層構造を形成させて用いてもよい。炭化水素系の膜と積層して用いることが好ましい。   The insulating film of the present invention may be used by forming a laminated structure with other Si-containing insulating films or organic films. It is preferable to use it laminated with a hydrocarbon film.

本発明の膜形成用組成物を使用して得られる膜は、銅配線あるいはその他の目的でエッチング加工をすることができる。エッチングとしてはウエットエッチング、ドライエッチングのいずれでもよいが、ドライエッチングが好ましい。ドライエッチングは、アンモニア系プラズマ、フルオロカーボン系プラズマのいずれもが適宜使用できる。これらプラズマにはArだけでなく、酸素、あるいは窒素、水素、ヘリウム等のガスを用いることができる。また、エッチング加工後に、加工に使用したフォトレジスト等を除く目的でアッシングすることもでき、さらにはアッシング時の残渣を除くため、洗浄することもできる。   The film obtained using the film forming composition of the present invention can be etched for copper wiring or other purposes. Etching may be either wet etching or dry etching, but dry etching is preferred. For dry etching, either ammonia-based plasma or fluorocarbon-based plasma can be used as appropriate. These plasmas can use not only Ar but also oxygen, or gases such as nitrogen, hydrogen, and helium. In addition, after the etching process, ashing can be performed for the purpose of removing the photoresist or the like used for the processing, and further, cleaning can be performed to remove a residue at the time of ashing.

本発明の膜形成用組成物を使用して得られる膜は、銅配線加工後に、銅めっき部を平坦化するためCMP(化学的機械的研磨)をすることができる。CMPスラリー(薬液)としては、市販のスラリー(例えば、フジミ製、ロデールニッタ製、JSR製、日立化成製等)を適宜使用できる。また、CMP装置としては市販の装置(アプライドマテリアル社製、荏原製作所製等)を適宜使用することができる。さらにCMP後のスラリー残渣除去のため、洗浄することができる。   The film obtained using the film forming composition of the present invention can be subjected to CMP (Chemical Mechanical Polishing) in order to planarize the copper plating portion after the copper wiring processing. As the CMP slurry (chemical solution), a commercially available slurry (for example, manufactured by Fujimi, manufactured by Rodel Nitta, manufactured by JSR, manufactured by Hitachi Chemical, etc.) can be used as appropriate. Moreover, as a CMP apparatus, a commercially available apparatus (Applied Materials Co., Ltd., Ebara Corporation, etc.) can be used suitably. Further, cleaning can be performed to remove slurry residues after CMP.

本発明の膜形成用組成物を使用して得られる膜は、多様の目的に使用することが出来る。例えばLSI、システムLSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RDRAM等の半導体装置、マルチチップモジュール多層配線板等の電子部品における絶縁皮膜として好適であり、半導体用層間絶縁膜、エッチングストッパー膜、表面保護膜、バッファーコート膜の他、LSIにおけるパッシベーション膜、α線遮断膜、フレキソ印刷版のカバーレイフィルム、オーバーコート膜、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、液晶配向膜等として使用することが出来る。また、光学装置用の表面保護膜、反射防止膜、位相差膜としても用いることができる。   The film obtained using the film forming composition of the present invention can be used for various purposes. For example, it is suitable as an insulating film for semiconductor devices such as LSI, system LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, and D-RDRAM, and electronic parts such as multichip module multilayer wiring boards, interlayer insulating film for semiconductor, etching stopper film, surface protection In addition to films, buffer coat films, LSI passivation films, alpha ray blocking films, flexographic printing plate cover lay films, overcoat films, flexible copper clad cover coats, solder resist films, liquid crystal alignment films, etc. I can do it. It can also be used as a surface protective film, an antireflection film, or a retardation film for optical devices.

この方法により、誘電率の低い絶縁膜、すなわち、比誘電率が2.5以下、好ましくは2.3以下の絶縁膜を得ることができる。   By this method, an insulating film having a low dielectric constant, that is, an insulating film having a relative dielectric constant of 2.5 or less, preferably 2.3 or less can be obtained.

以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

〔合成例1〕
C=CH−Si(O0.5)3ユニット8個からなるカゴ状シルセスキオキサン、HC=CH−Si(O0.5)3ユニット10個からなるカゴ状シルセスキオキサンおよびHC=CH−Si(O0.5)3ユニット12個からなるカゴ状シルセスキオキサンの混合物(ハイブリッドプラスチックス社製、型番:OL1170)1gを酢酸エチル361gに加え、窒素気流中で加熱還流した(内温78℃)。重合開始剤としてアルケマ吉冨社製ルペロックッス11(10時間半減温度58℃)を4μlを酢酸エチル4mlで希釈した液を5時間かけて滴下した。滴下終了後2時間加熱還流し、室温まで冷却した後、液重量2gまで減圧濃縮し、メタノール20mlを加え、1時間攪拌した後、ろ取、乾燥し固形分0.95gを得た。これをテトラヒドロフラン15mlに溶解し、攪拌しながら水5.5mlを滴下した。1時間攪拌した後、ろ取、乾燥し固形分0.52gを得た。固形分をGPCで分析すると、出発物質であるカゴ状シルセスキオキサンの混合物より分子量が大きい成分は、M=5.1万、M=13.8万、Mz+1=37万、であり、分子量300万以上の成分は含まれなかった。固形物中の未反応の出発物質は3質量%以下であった。なお、GPCとしては、Waters2695およびShodex製GPCカラムKF-805Lを使用し、カラム温度40℃で、溶出溶媒としてテトラヒドロフランを毎分1mlの流量で用い、試料濃度0.5質量%のテロラヒドロフラン溶液を50μl注入した。RI検出装置(Waters2414)の積分値を用いて単量体の検量線を作成し、固形分中の単量体を定量した。M、M、MZ+1は標準ポリスチレンを用いて作製した検量線を用いて計算した。
重クロロホルムを測定溶媒として、固形分のH−NMRスペクトルを測定したところ、ビニル基が重合してできたアルキル基由来のプロトンピークと、残存したビニル基由来のプロトンピークが43:57の積分比率で観察され、ビニル基同士が重合していることがわかった。
この組成物0.3gに塗布溶媒(表1に記載)5mlを加えて40℃で3時間攪拌したところ、均一に溶解し、組成物Aを得た。
残存する単量体の重量および添加剤の重量より、組成物A中の固形分のうち、単量体のビニル基同士が反応した重合物が70質量%以上であることは明らかである。
[Synthesis Example 1]
H 2 C═CH—Si (O 0.5 ) 3 units of cage-like silsesquioxane, H 2 C═CH—Si (O 0.5 ) 3 units of 10 units of cage silsesquioxane and H 2 C = CH-Si (O 0.5 ) 3 mixture of cage-like silsesquioxane composed of the unit 12 (hybrid plastics Co., model number: OL1170) 1g was added to ethyl acetate 361 g, it was heated under reflux in a stream of nitrogen ( Internal temperature 78 ° C.). As a polymerization initiator, a solution obtained by diluting 4 μl of Lupelox 11 (10 hours half-life temperature 58 ° C.) manufactured by Arkema Yoshitake Co., Ltd. with 4 ml of ethyl acetate was added dropwise over 5 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was heated to reflux for 2 hours, cooled to room temperature, concentrated under reduced pressure to a liquid weight of 2 g, added with 20 ml of methanol, stirred for 1 hour, filtered and dried to obtain 0.95 g of a solid content. This was dissolved in 15 ml of tetrahydrofuran, and 5.5 ml of water was added dropwise with stirring. After stirring for 1 hour, it was collected by filtration and dried to obtain 0.52 g of a solid content. When the solid content is analyzed by GPC, the components having a molecular weight larger than that of the mixture of the starting cage-like silsesquioxane are M n = 51,000, M w = 138,000, M z + 1 = 370,000. There was no component with a molecular weight of 3 million or more. The unreacted starting material in the solid was 3% by mass or less. As GPC, Waters 2695 and Shodex GPC column KF-805L are used, column temperature is 40 ° C., tetrahydrofuran is used as an elution solvent at a flow rate of 1 ml / min, and a terahydrohydrofuran solution having a sample concentration of 0.5 mass%. Was injected. A monomer calibration curve was created using the integrated value of the RI detector (Waters 2414), and the monomer in the solid content was quantified. M n , M w and M Z + 1 were calculated using a calibration curve prepared using standard polystyrene.
When a 1 H-NMR spectrum of solid content was measured using deuterated chloroform as a measurement solvent, the proton peak derived from the alkyl group formed by polymerizing the vinyl group and the remaining proton peak derived from the vinyl group had an integration of 43:57. The ratio was observed and it was found that vinyl groups were polymerized.
When 0.3 ml of this composition was added with 5 ml of a coating solvent (described in Table 1) and stirred at 40 ° C. for 3 hours, it was uniformly dissolved to obtain composition A.
From the weight of the remaining monomer and the weight of the additive, it is clear that the polymer obtained by reaction of the vinyl groups of the monomer in the solid content in the composition A is 70% by mass or more.

〔合成例2〕
例示化合物(I−d)(アルドリッチ社製)1gを酢酸ブチル52.8gに加えた。窒素気流中で、加熱還流しながら(内温127℃)、重合開始剤として和光純薬工業社製V−601(10時間半減温度66℃)を4mgを酢酸ブチル4mlで希釈した液を2時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間加熱還流した。重合禁止剤として4−メトキシフェノール20mgを加えた後、室温まで冷却し、液重量2gまで減圧濃縮し、メタノール20mlを加え、1時間攪拌した後、固形物をろ取、乾燥した。これをテトラヒドロフラン10mlに溶解し、攪拌しながら水1.8mlを滴下した。1時間攪拌した後、デカンテーションで上澄みを捨て、メタノール10mlを加えた。固形分をろ取、乾燥し固形分0.49gを得た。固形分をGPCで分析すると、例示化合物(I−d)より分子量が大きい成分は、Mw=15.8万、Mz+1=31万、Mn=8.9万であった。固形物中には未反応の例示化合物(I−d)は3質量%以下であった。分子量300万以上の成分は含まれなかった。重クロロホルムを測定溶媒として、固形分のH−NMRスペクトルを測定したところ、ビニル基が重合してできたアルキル基由来のプロトンピークと、残存したビニル基由来のプロトンピークが48:52の積分比率で観察され、ビニル基同士が重合していることがわかった。
この組成物0.3gに塗布溶媒(表1に記載)5mlを加えて40℃で3時間攪拌したところ、均一に溶解し、本発明の組成物Bを得た。
残存する単量体の重量および添加剤の重量より、組成物中の固形分のうち、単量体のビニル基同士が反応した重合物が70質量%以上であることは明らかである。
[Synthesis Example 2]
1 g of exemplified compound (Id) (manufactured by Aldrich) was added to 52.8 g of butyl acetate. While heating and refluxing (internal temperature 127 ° C.) in a nitrogen stream, a solution obtained by diluting 4 mg of V-601 (10-hour half-temperature 66 ° C.) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. with 4 ml of butyl acetate as a polymerization initiator for 2 hours The solution was added dropwise, and after completion of the addition, the mixture was heated to reflux for 1 hour. After adding 20 mg of 4-methoxyphenol as a polymerization inhibitor, the mixture was cooled to room temperature, concentrated under reduced pressure to a liquid weight of 2 g, added with 20 ml of methanol and stirred for 1 hour, and then the solid was collected by filtration and dried. This was dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran, and 1.8 ml of water was added dropwise with stirring. After stirring for 1 hour, the supernatant was discarded by decantation, and 10 ml of methanol was added. The solid content was collected by filtration and dried to obtain 0.49 g of a solid content. When the solid content was analyzed by GPC, components having a molecular weight larger than that of the exemplary compound (Id) were Mw = 1580 thousand, M z + 1 = 310,000, and Mn = 89,000. The unreacted exemplary compound (Id) was 3% by mass or less in the solid. No component with a molecular weight of 3 million or more was contained. When 1 H-NMR spectrum of solid content was measured using deuterated chloroform as a measurement solvent, the proton peak derived from the alkyl group formed by polymerization of the vinyl group and the remaining proton peak derived from the vinyl group were integrated at 48:52. The ratio was observed and it was found that vinyl groups were polymerized.
When 0.3 ml of this composition was added with 5 ml of a coating solvent (described in Table 1) and stirred at 40 ° C. for 3 hours, it was uniformly dissolved to obtain Composition B of the present invention.
From the weight of the remaining monomer and the weight of the additive, it is apparent that the polymer obtained by the reaction of the vinyl groups of the monomers in the solid content in the composition is 70% by mass or more.

〔合成例3〕
例示化合物(I−d)(アルドリッチ社製)1gを酢酸ブチル26.4gに加えた。窒素気流中で、加熱還流しながら(内温127℃)、重合開始剤として和光純薬工業製V−601(10時間半減温度66℃)を2mgを酢酸ブチル2mlで希釈した液を2時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間加熱還流した。重合禁止剤として4−メトキシフェノール20mgを加えた後、室温まで冷却し、液重量2gまで減圧濃縮し、メタノール20mlを加え、1時間攪拌した後、固形物をろ取、乾燥した。これをテトラヒドロフラン15mlに溶解し、攪拌しながら水6mlを滴下した。1時間攪拌した後、デカンテーションで上澄みを捨て、メタノール10mlを加えた。固形分をろ取、乾燥し、固形分0.60gを得た。固形分をGPCで分析すると、化合物(I−d)より分子量が大きい部分は、Mn=3.4万、Mw=11.8万、Mz+1=27万、であった。固形物中には未反応の例示化合物(I−d)は3質量%以下であった。分子量300万以上の成分は含まれなかった。重クロロホルムを測定溶媒として、固形分のH−NMRスペクトルを測定したところ、ビニル基が重合してできたアルキル基由来のプロトンピークと、残存したビニル基由来のプロトンピークが42:58の積分比率で観察され、ビニル基同士が重合していることがわかった。
この組成物0.3gに塗布溶媒(表1に記載)5mlを加えて40℃で3時間攪拌したところ、均一に溶解し、本発明の組成物Cを得た。
残存する単量体の重量および添加剤の重量より、組成物中の固形分のうち、単量体のビニル基同士が反応した重合物が70質量%以上であることは明らかである。
[Synthesis Example 3]
1 g of exemplified compound (Id) (manufactured by Aldrich) was added to 26.4 g of butyl acetate. While heating and refluxing (internal temperature 127 ° C.) in a nitrogen stream, a solution obtained by diluting 2 mg of V-601 (10 hours half-temperature 66 ° C.) manufactured by Wako Pure Chemical Industries as a polymerization initiator with 2 ml of butyl acetate is taken over 2 hours. The mixture was added dropwise, and heated to reflux for 1 hour after the completion of the addition. After adding 20 mg of 4-methoxyphenol as a polymerization inhibitor, the mixture was cooled to room temperature, concentrated under reduced pressure to a liquid weight of 2 g, added with 20 ml of methanol and stirred for 1 hour, and then the solid was collected by filtration and dried. This was dissolved in 15 ml of tetrahydrofuran, and 6 ml of water was added dropwise with stirring. After stirring for 1 hour, the supernatant was discarded by decantation, and 10 ml of methanol was added. The solid content was collected by filtration and dried to obtain 0.60 g of solid content. When the solid content was analyzed by GPC, the parts having a molecular weight larger than that of the compound (Id) were Mn = 34,000, Mw = 118,000, and M z + 1 = 270,000. The unreacted exemplary compound (Id) was 3% by mass or less in the solid. No component with a molecular weight of 3 million or more was contained. When 1 H-NMR spectrum of solid content was measured using deuterated chloroform as a measurement solvent, the proton peak derived from the alkyl group formed by polymerization of the vinyl group and the proton peak derived from the remaining vinyl group were integrated at 42:58. The ratio was observed and it was found that vinyl groups were polymerized.
When 5 ml of a coating solvent (described in Table 1) was added to 0.3 g of this composition and stirred at 40 ° C. for 3 hours, it was uniformly dissolved to obtain Composition C of the present invention.
From the weight of the remaining monomer and the weight of the additive, it is apparent that the polymer obtained by the reaction of the vinyl groups of the monomers in the solid content in the composition is 70% by mass or more.

〔合成例4〕
例示化合物(I−d)(アルドリッチ社製)1gを酢酸ブチル13.2gに加えた。窒素気流中で、加熱還流しながら(内温127℃)、重合開始剤として和光純薬工業製V−401(10時間半減温度88℃)を1mgを酢酸ブチル1mlで希釈した液を2時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間加熱還流した。重合禁止剤として4−メトキシフェノール20mgを加えた後、室温まで冷却し、液重量2gまで減圧濃縮し、メタノール20mlを加え、1時間攪拌した後、固形物をろ取、乾燥した。これをテトラヒドロフラン10mlに溶解し、攪拌しながら水1.8mlを滴下した。1時間攪拌した後、デカンテーションで上澄みを捨て、メタノール10mlを加えた。固形分をろ取、乾燥し固形分0.41gを得た。固形分をGPCで分析すると、化合物(I−d)より分子量が大きい成分は、Mw=12.8万、Mz+1=38万、Mn=3.1万であった。固形物中には未反応の例示化合物(I−d)は3質量%以下であった。分子量300万以上の成分は含まれなかった。重クロロホルムを測定溶媒として、固形分のH−NMRスペクトルを測定したところ、ビニル基が重合してできたアルキル基由来のプロトンピークと、残存したビニル基由来のプロトンピーク53:47の積分比率で観察され、ビニル基同士が重合していることがわかった。
この組成物0.3gに塗布溶媒(表1に記載)5mlを加えて40℃で3時間攪拌したところ、均一に溶解し、本発明の組成物Dを得た。
残存する単量体の重量および添加剤の重量より、組成物中の固形分のうち、単量体のビニル基同士が反応した重合物が70質量%以上であることは明らかである。
[Synthesis Example 4]
1 g of exemplified compound (Id) (manufactured by Aldrich) was added to 13.2 g of butyl acetate. In a nitrogen stream, heating and refluxing (internal temperature 127 ° C.), a solution obtained by diluting 1 mg of V-401 (10 hours half-life temperature 88 ° C.) manufactured by Wako Pure Chemical Industries as a polymerization initiator with 1 ml of butyl acetate is taken over 2 hours. The mixture was added dropwise, and heated to reflux for 1 hour after completion of the addition. After adding 20 mg of 4-methoxyphenol as a polymerization inhibitor, the mixture was cooled to room temperature, concentrated under reduced pressure to a liquid weight of 2 g, added with 20 ml of methanol and stirred for 1 hour, and then the solid was collected by filtration and dried. This was dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran, and 1.8 ml of water was added dropwise with stirring. After stirring for 1 hour, the supernatant was discarded by decantation, and 10 ml of methanol was added. The solid content was collected by filtration and dried to obtain 0.41 g of solid content. When the solid content was analyzed by GPC, the components having a molecular weight larger than that of the compound (Id) were Mw = 12.8 million, M z + 1 = 380,000, and Mn = 31,000. The unreacted exemplary compound (Id) was 3% by mass or less in the solid. No component with a molecular weight of 3 million or more was contained. When a 1 H-NMR spectrum of solid content was measured using deuterated chloroform as a measurement solvent, an integral ratio of a proton peak derived from an alkyl group obtained by polymerization of a vinyl group and a proton peak 53:47 derived from the remaining vinyl group was obtained. It was observed that the vinyl groups were polymerized.
When 5 ml of a coating solvent (described in Table 1) was added to 0.3 g of this composition and stirred at 40 ° C. for 3 hours, it was uniformly dissolved to obtain Composition D of the present invention.
From the weight of the remaining monomer and the weight of the additive, it is apparent that the polymer obtained by the reaction of the vinyl groups of the monomers in the solid content in the composition is 70% by mass or more.

〔合成例5〕
C=CH−Si(O0.5)3ユニット8個からなるカゴ状シルセスキオキサン、HC=CH−Si(O0.5)3ユニット10個からなるカゴ状シルセスキオキサンおよびHC=CH−Si(O0.5)3ユニット12個からなるカゴ状シルセスキオキサンの混合物(ハイブリッドプラスチックス社製、型番:OL1170)1gを酢酸エチル361gに加えた。窒素気流中で、重合開始剤としてアルケマ吉冨社製ルペロックス11を95μlを加え、5時間加熱還流した。室温まで冷却した後、液重量2gまで減圧濃縮し、メタノール20mlを加え、1時間攪拌した後、固形物をろ取、乾燥し、固形分0.83gを得た。固形分をGPCで分析するとMw=17.8万、Mn=3.7万であった。固形物中の未反応の出発物質は1質量%以下であった。なお、GPCとしては、Waters2695およびShodex製GPCカラムKF-805Lを使用し、カラム温度40℃で、溶出溶媒としてテトラヒドロフランを毎分1mlの流量で用い、試料濃度0.5質量%のテロラヒドロフラン溶液を50μl注入した。RI検出装置(Waters2414)の積分値を用いて単量体の検量線を作成し、固形分中の単量体を定量した。MnおよびMwは標準ポリスチレンを用いて作製した検量線を用いて計算した。
重クロロホルムを測定溶媒として、固形分のH−NMRスペクトルを測定したところ、ビニル基が重合してできたアルキル基由来のプロトンピークと、残存したビニル基由来のプロトンピークが43:57の積分比率で観察され、ビニル基同士が重合していることがわかった。
この組成物0.3gに塗布溶媒(表1に記載)5mlを加えて40℃で3時間攪拌したところ、均一に溶解した。
さらに界面活性剤としてBYK306(ビックケミー社製)を5μl加え、本発明の本発明の組成物Eを得た。
残存する単量体の重量および添加剤の重量より、組成物E中の固形分のうち、単量体のビニル基同士が反応した重合物が60質量%以上であることは明らかである。
[Synthesis Example 5]
H 2 C═CH—Si (O 0.5 ) 3 units of cage-like silsesquioxane, H 2 C═CH—Si (O 0.5 ) 3 units of 10 units of cage silsesquioxane and H 2 C = CH-Si (O 0.5 ) 3 units 12 cage-like silsesquioxane mixtures San consisting (hybrid plastics Inc., model number: OL1170) 1g was added to ethyl acetate 361 g. In a nitrogen stream, 95 μl of Ruperox 11 manufactured by Arkema Yoshitosha was added as a polymerization initiator, and the mixture was heated to reflux for 5 hours. After cooling to room temperature, the solution was concentrated under reduced pressure to 2 g of liquid, 20 ml of methanol was added and stirred for 1 hour, and then the solid was collected by filtration and dried to obtain 0.83 g of solid content. When the solid content was analyzed by GPC, Mw = 1780,000 and Mn = 37,000. The unreacted starting material in the solid was 1% by mass or less. As GPC, Waters 2695 and Shodex GPC column KF-805L are used, column temperature is 40 ° C., tetrahydrofuran is used as an elution solvent at a flow rate of 1 ml / min, and a terahydrohydrofuran solution having a sample concentration of 0.5 mass%. Was injected. A monomer calibration curve was created using the integrated value of the RI detector (Waters 2414), and the monomer in the solid content was quantified. Mn and Mw were calculated using a calibration curve prepared using standard polystyrene.
When a 1 H-NMR spectrum of solid content was measured using deuterated chloroform as a measurement solvent, the proton peak derived from the alkyl group formed by polymerizing the vinyl group and the remaining proton peak derived from the vinyl group had an integration of 43:57. The ratio was observed and it was found that vinyl groups were polymerized.
When 0.3 ml of this composition was added with 5 ml of a coating solvent (described in Table 1) and stirred at 40 ° C. for 3 hours, it was uniformly dissolved.
Furthermore, 5 μl of BYK306 (manufactured by Big Chemie) was added as a surfactant to obtain Composition E of the present invention.
From the weight of the remaining monomer and the weight of the additive, it is apparent that the polymer obtained by the reaction of the vinyl groups of the monomer in the solid content in the composition E is 60% by mass or more.

〔合成例6〕
例示化合物(I−d)1gを酢酸エチル361gに加え、窒素気流中で、加熱還流した。重合開始剤としてアルケマ吉冨社製ルペロックス11を2時間ごとに2μlづつ計6μlを加え、さらに4時間加熱還流した。ついで、室温まで冷却し、液重量1.5gまで減圧濃縮し、メタノール20mlを加え、1時間攪拌した後、固形物をろ取、乾燥し、固形分0.87gを得た。固形分をGPCで分析するとMw=17.8万、Mn=3.5万であった。固形分中には分子量200万以上の成分は実質的に含まれなかった。固形物中には未反応の例示化合物(I−d)は1質量%以下であった。
例示化合物(I−d)に含まれるビニル基の約20モル%が残存しており、また固形分には、約6質量%の酢酸エチルが結合していることが固形物のHNMR−スペクトルから定量できた。
この組成物0.3gに塗布溶媒(表1に記載)5mlを加えて40℃で3時間攪拌したところ、均一に溶解した。さらに界面活性剤としてBYK306を(ビックケミー社製)5μlおよび加え、本発明の組成物Fを得た。
[Synthesis Example 6]
1 g of exemplary compound (Id) was added to 361 g of ethyl acetate, and the mixture was heated to reflux in a nitrogen stream. A total of 6 μl of 2 μl of Lupelox 11 manufactured by Arkema Yoshitake Co., Ltd. was added every 2 hours as a polymerization initiator, and the mixture was further heated to reflux for 4 hours. Next, the mixture was cooled to room temperature and concentrated under reduced pressure to a liquid weight of 1.5 g. After adding 20 ml of methanol and stirring for 1 hour, the solid was collected by filtration and dried to obtain 0.87 g of a solid content. When the solid content was analyzed by GPC, Mw = 1780,000 and Mn = 35,000. The solid content did not substantially contain a component having a molecular weight of 2 million or more. The unreacted exemplary compound (Id) in the solid was 1% by mass or less.
Exemplified compound has about 20 mole% residual vinyl groups contained in (I-d), also the solids, 1 HNMR- spectrum is solid ethyl acetate to about 6% by weight are attached It was possible to quantify from.
When 0.3 ml of this composition was added with 5 ml of a coating solvent (described in Table 1) and stirred at 40 ° C. for 3 hours, it was uniformly dissolved. Further, 5 μl of BYK 306 (manufactured by Big Chemie) and a surfactant were added to obtain Composition F of the present invention.

上記合成例により作製した組成物をプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)、シクロヘキサノンおよびこれらの混合液を洗浄液として使用し、洗浄をおこない、最外周部形状評価を行った。
上記合成例で作製した組成物A〜Fを0.2μm孔径のテフロン(登録商標)製フィルターでろ過後、スピンコート法で4インチシリコンウエハ上に塗布後、東京エレクトロン製ACTシリーズを用いて膜形成およびエッジ洗浄を行った。また、各実施例における塗布および洗浄プロセスはすべて同じとした。
膜厚およびエッジ部盛り上がりはKLATencor社製触針式段差計P-15により膜厚(A)に対するエッジ部の高さ(B)の割合(B/A)により評価した。誘電率はフォーディメンジョンズ社製水銀プローブを用いて測定した(測定温度25℃)。洗浄液としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノンを使用した。 評価結果を表1に示す。
The composition prepared according to the above synthesis example was washed with propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), cyclohexanone and a mixture thereof as a cleaning solution, and the outermost peripheral shape was evaluated.
The compositions A to F prepared in the above synthesis examples are filtered through a Teflon (registered trademark) filter having a pore size of 0.2 μm, applied onto a 4-inch silicon wafer by a spin coating method, and then coated with a ACT series manufactured by Tokyo Electron. Formation and edge cleaning were performed. Also, the coating and cleaning processes in each example were all the same.
The film thickness and edge bulge were evaluated by the ratio (B / A) of the height (B) of the edge part to the film thickness (A) with a stylus type step gauge P-15 manufactured by KLATencor. The dielectric constant was measured using a mercury probe manufactured by Four Dimensions Inc. (measurement temperature 25 ° C.). Propylene glycol methyl ether acetate and cyclohexanone were used as the cleaning liquid. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2008218639
Figure 2008218639

Figure 2008218639
Figure 2008218639

Figure 2008218639
Figure 2008218639

Figure 2008218639
Figure 2008218639

ただし PGMEA/シクロヘキサノンは重量比15/85のPEGMEAとシクロヘキサノンの混合溶媒、PGME/シクロヘキサノンは重量比25/75のPEGMEとシクロヘキサノンの混合溶媒である。
表面張力比=塗布溶媒の表面張力/洗浄液の表面張力
However, PGMEA / cyclohexanone is a mixed solvent of PEGMEA and cyclohexanone having a weight ratio of 15/85, and PGME / cyclohexanone is a mixed solvent of PEGME and cyclohexanone having a weight ratio of 25/75.
Surface tension ratio = surface tension of coating solvent / surface tension of cleaning solution

表1に示した結果から、本発明の組成物を用い、洗浄液よりも小さい表面張力の溶媒を使用すると、塗布面状が良好な低誘電率の膜を形成できることがわかる。   From the results shown in Table 1, it can be seen that when the composition of the present invention is used and a solvent having a surface tension smaller than that of the cleaning liquid is used, a low dielectric constant film having a good coated surface can be formed.

Claims (2)

基板上に、2つ以上の不飽和基を置換基として有するカゴ型シルセスキオキサン化合物を重合させた高分子化合物を有機溶媒に溶解した組成物をスピンコータを用いて塗布し乾燥することによって膜構造を形成し、前記膜構造の外周部を洗浄液により除去することによって形成された半導体デバイスの絶縁膜であって、前記有機溶媒の表面張力が前記洗浄液の表面張力以下であることを特徴とする半導体デバイスの絶縁膜。   A film is prepared by applying a composition obtained by dissolving a polymer compound obtained by polymerizing a cage-type silsesquioxane compound having two or more unsaturated groups as substituents in an organic solvent onto a substrate using a spin coater and drying the composition. An insulating film of a semiconductor device formed by forming a structure and removing an outer peripheral portion of the film structure with a cleaning liquid, wherein a surface tension of the organic solvent is equal to or less than a surface tension of the cleaning liquid Insulation film for semiconductor devices. 前記洗浄液がケトン系もしくはエステル系溶剤であることを特徴とする請求項1に記載の半導体デバイスの絶縁膜。   2. The semiconductor device insulating film according to claim 1, wherein the cleaning liquid is a ketone-based or ester-based solvent.
JP2007052759A 2007-03-02 2007-03-02 Insulation film Abandoned JP2008218639A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007052759A JP2008218639A (en) 2007-03-02 2007-03-02 Insulation film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007052759A JP2008218639A (en) 2007-03-02 2007-03-02 Insulation film

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008218639A true JP2008218639A (en) 2008-09-18

Family

ID=39838340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007052759A Abandoned JP2008218639A (en) 2007-03-02 2007-03-02 Insulation film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008218639A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180043238A (en) * 2018-04-20 2018-04-27 세메스 주식회사 Substrate treating facility and chemical supply apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003100865A (en) * 2001-09-21 2003-04-04 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Semiconductor substrate and method of manufacturing the same
JP2006012905A (en) * 2004-06-22 2006-01-12 Fuji Photo Film Co Ltd Material for forming insulation film and insulating film using the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003100865A (en) * 2001-09-21 2003-04-04 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Semiconductor substrate and method of manufacturing the same
JP2006012905A (en) * 2004-06-22 2006-01-12 Fuji Photo Film Co Ltd Material for forming insulation film and insulating film using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180043238A (en) * 2018-04-20 2018-04-27 세메스 주식회사 Substrate treating facility and chemical supply apparatus
KR102022954B1 (en) * 2018-04-20 2019-09-19 세메스 주식회사 Substrate treating facility and chemical supply apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5140290B2 (en) Insulation film
JP2008074963A (en) Composition, film and method for producing the same
US7820777B2 (en) Composition, film and producing method therefor
JP5401118B2 (en) Composition
JP2007284652A (en) Composition, membrane and method for producing the same
JP2007161784A (en) Insulating film, compound, film-forming composition and electronic device
JP2008214454A (en) Composition for forming insulation film
JP2007254551A (en) Film-forming composition
JP2008218632A (en) Electronic device
US8013077B2 (en) Insulating film forming composition and production method of insulating film
JP2007161786A (en) Polymer, film-forming composition, insulated film and electronic device
JP2007211104A (en) Method for producing polymer, polymer, composition for forming film, insulation film and electronic device
JP5155541B2 (en) Method for manufacturing insulating film forming composition, insulating film forming composition manufactured by the manufacturing method, insulating film, and electronic device
JP2007161778A (en) Film-forming composition
JP2009088256A (en) Insulating film
JP4802120B2 (en) Insulating film forming composition and insulating film manufacturing method
JP2008218639A (en) Insulation film
JP4792282B2 (en) Polymer and film-forming composition
JP2007161780A (en) Film-forming composition, insulating film using the composition and electronic device
JP2007161782A (en) Film-forming composition, insulating film using the composition and electronic device
JP2008078557A (en) Composition, and film and method of manufacturing the same
JP4677398B2 (en) Low dielectric constant film forming composition, insulating film and electronic device
JP2008077985A (en) Composition for insulating film formation, method of manufacturing insulating film, insulating film, and semiconductor device
JP2008081538A (en) Method for producing polymer of compound having carbon-carbon triple bond and polymer produced by the production method, and composition using the polymer and used for forming film, insulated film and electronic device
JP2009126887A (en) Method for producing silicone resin

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090907

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101124

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20110117